GPS和北斗-深度解析兩大定位技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對于位置服務(wù)的要求越來(lái)越多，有機構預測，60%的物聯(lián)網(wǎng)設備將會(huì )使用地理位置數據，尤其是大范圍的室外定位將會(huì )是一個(gè)不可忽視的市場(chǎng)。

國際上有一個(gè)高大上的俱樂(lè )部，它只有四個(gè)會(huì )員，卻吸引了各國首腦的關(guān)注和眾多頂級科學(xué)家工程師的研究，這個(gè)俱樂(lè )部就是GNSS（全球導航衛星系統），四個(gè)會(huì )員分別是美國GPS、歐洲伽利略GALILEO、俄羅斯格洛納斯GLONASS、中國北斗COMPASS。

中國北斗是個(gè)新會(huì )員，同時(shí)也是發(fā)展勢頭最猛的會(huì )員，北斗是咋回事？對我們的生活有什么影響？這是一個(gè)很有意思的話(huà)題。關(guān)于北斗，學(xué)術(shù)期刊上的文章有很多了，但專(zhuān)業(yè)文章的術(shù)語(yǔ)太多，普通人讀不懂，而且也不會(huì )有興趣去讀。

一、從GPS說(shuō)起

1957 年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了全世界第一顆人造地球衛星，開(kāi)創(chuàng )了人類(lèi)的空間世紀。美國對此密切關(guān)注，有一位名叫比爾·蓋伊的數學(xué)家和一位叫喬治·威芬巴赫的物理學(xué)家，他們在霍普斯金的應用物理實(shí)驗室里發(fā)現了一個(gè)現象，那就是這顆衛星的頻率出現了偏移，經(jīng)研究發(fā)現是相對運動(dòng)引起的多普勒頻移效應。

這兩位科學(xué)家對此進(jìn)行了實(shí)驗研究，發(fā)現如果在地面上架設多部接收機，就可以根據接收到的信號的不同頻差推算出這個(gè)衛星的具體位置，他們很高興地把這個(gè)研究成果告訴了實(shí)驗室主任弗蘭克。麥克盧爾，說(shuō)他們已經(jīng)實(shí)現了對蘇聯(lián)衛星的多普勒定位跟蹤。

弗蘭克主任當時(shí)在做海軍的一項研究，研究?jì)热菔俏褰谴髽侨绾沃烂Ｃ４蠛Ｖ熊娕灥木唧w位置，聽(tīng)到兩位科學(xué)家的匯報后他眼前一亮，既然你們能夠發(fā)現衛星在哪里，如果把問(wèn)題反過(guò)來(lái)，衛星就能發(fā)現你們在哪里，海軍軍艦定位的問(wèn)題有思路了！

GPS系統就按這種思路啟動(dòng)了，方案中需要解決的第一個(gè)問(wèn)題就是：衛星該采用低、中、高哪種軌道？如果采用低軌道的話(huà)，發(fā)射成本比較低，精度比較高，但若覆蓋全球的話(huà)則需要200顆衛星，這樣浩大工程實(shí)在是負擔不起。

如果采用高軌道，理論上三顆衛星就能覆蓋全球，但除了高軌道衛星的發(fā)射難度大之外，更主要的是定位精度會(huì )很低，原因有兩個(gè)：一是軌道太高會(huì )導致測量誤差大，二是靜止軌道與地面物體的相對速度很小，不利于使用多普勒頻移的解算方法。

中軌道是比較折衷的方案，覆蓋全球只需要24-36顆衛星，由于軌道是運動(dòng)的，即使地面的物體不動(dòng)，但相對衛星的速度也很大，這就可以充分利用多普勒頻移方法了。

基于以上綜合考慮，美國選擇了24顆衛星的中軌道星座，1978年發(fā)射了第一顆，全系統在1995年投入運行，現有衛星30顆，分為軍用和民用兩種定位模式，其中民用方式向全球開(kāi)放。

二、美國是不是活雷鋒？

GPS是個(gè)好東西，對人們生活品質(zhì)的提升相當大，例如汽車(chē)和手機導航就非常重要，人們告別了在紙制地圖上找路的歷史。GPS對于探險航海就更重要了，關(guān)鍵時(shí)刻可以救命。這么好的東西，美國又投入了巨資，居然向全世界免費，難道美國政府是活雷鋒？

其實(shí)即使GPS不免費那也收不上來(lái)錢(qián)，為啥這樣說(shuō)呢？因為GPS是單向通信體制，這跟廣播電視塔類(lèi)似。廣播電視塔大家都知道，它只管發(fā)射信號，到底有1個(gè)收音機聽(tīng)還是1萬(wàn)個(gè)收音機聽(tīng)，廣播電視塔是不知道的，GPS系統也是如此，30顆衛星只管不停地向地面發(fā)信號，具體是誰(shuí)在接收并使用這些信號，它是根本不知情的，既然不知情，那還怎樣收錢(qián)？

通過(guò)售賣(mài)高價(jià)解碼芯片來(lái)收錢(qián)行不行？答案是不行，因為GPS采用的是只發(fā)不收的單向通信機制，這對加密傳輸來(lái)說(shuō)是先天的障礙，即使搞了加密，沒(méi)幾天就會(huì )被破解了，尤其是民碼還要求簡(jiǎn)單易用，接收設備要求成本低廉，這對加密來(lái)說(shuō)就更加困難了。

如果GPS免費，則一定會(huì )在全球形成巨大的市場(chǎng)，依托這套系統會(huì )產(chǎn)生新的國際性產(chǎn)業(yè)，同時(shí)會(huì )形成一股強大的國家軟實(shí)力，所以說(shuō)GPS免費是符合美國國家利益的。

GPS 免費對全世界的民生來(lái)說(shuō)是個(gè)福利，但在軍事方面卻是個(gè)挑戰，美國敵對國家的軍機戰艦上當然也可以安裝，美國人也禁止不了，這對美國是不是一個(gè)威脅呢？其實(shí)GPS開(kāi)放的只是民碼，精度比美國軍方使用的軍碼差了十倍，先天就挫了一大截。

更重要的是，萬(wàn)一跟美國打起了仗，人家把GPS民碼給你一停，你已經(jīng)很依賴(lài)GPS了，甚至連指南針都丟了，這可就抓瞎了。如果美國不給你停GPS，而是發(fā)個(gè)欺騙碼，瞄準美國的導彈就可能飛到自己的陣地上，這更加可怕。

所以說(shuō)，他國的軍備絕不能使用美國的GPS，一旦形成依賴(lài)就會(huì )像吸毒者一樣無(wú)法自拔，必須要發(fā)展本國的定位導航系統。當然，發(fā)展本國的定位導航系統也只是少數大國的權利，至于泰國墨西哥等小國家其實(shí)是不必操這個(gè)心的，因為全球定位導航系統實(shí)在是太浩大，綜合國力微弱的小國家們根本就造不起，還是老老實(shí)實(shí)地繼續用GPS吧，這倒也省心。

三、北斗一代的由來(lái)

中國是個(gè)有抱負的大國，在定位導航衛星這事上可不能圖省心，實(shí)際上從上個(gè)世紀70年代就已經(jīng)開(kāi)始鬧心了，七五規劃中提出了“新四星”計劃，隨后提出過(guò)單星、雙星、三星、三到五顆星的區域性系統方案，以及多星的全球系統設想。研究、論證、再研究、再論證……從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)。

80年代初期，以“兩彈一星”元勛成芳允院士為首的專(zhuān)家團體提出了雙星定位方案，這是當時(shí)公認的最優(yōu)方案，但因經(jīng)濟條件等種種原因又擱置了十年。1991年是個(gè)重大轉折點(diǎn)，海灣戰爭把中國人打醒了，美國的GPS在作戰中的應用非常成功，決策層深刻意識到以后打仗沒(méi)這東西是真的不行，被擱置十年的雙星定位方案于是馬上啟動(dòng)。

為啥不像美國那樣搞30顆衛星的系統呢？當時(shí)的國情是又沒(méi)經(jīng)驗又沒(méi)錢(qián)，剛起步可得悠著(zhù)點(diǎn)，從小打小鬧開(kāi)始吧，上來(lái)就玩大的容易搞砸鍋。一定會(huì )有網(wǎng)友問(wèn)，在空間中三個(gè)坐標才能定位，兩顆衛星不夠用??？

這是個(gè)好問(wèn)題，雙星定位方案中有個(gè)高度儀，用戶(hù)需要自測高程，并將結果作為第三個(gè)坐標，這就好比是在地球中心裝了一個(gè)虛擬的衛星，這就實(shí)現了三星定位。那為什么不干脆發(fā)射三顆衛星呢？原因很簡(jiǎn)單，高度儀很便宜，這個(gè)方案更省錢(qián)。

只有兩顆星，當然不能像美國GPS那樣搞中軌道的，軌道低了覆蓋面就小，兩顆中軌道衛星多數時(shí)間會(huì )在中國上空以外的地方飛行，那中國大陸還咋用呢？因此只能搞高軌道的，而且還得是靜止的，這樣才能妥妥地停在中國大陸的上空。

靜止高軌道是雙星定位的必須選擇，從技術(shù)上講這毫無(wú)疑問(wèn)是正確的，但卻埋下了性能不強的隱患，這就是要談的下一個(gè)問(wèn)題，北斗一代被詬病。

四、北斗一代被詬病

MH370 失聯(lián)后出現了很多科普，令公眾熟悉了多普勒效應這個(gè)名詞，那多普勒效應對衛星來(lái)說(shuō)到底是好事還是壞事呢？這要看是哪一種衛星，多普勒效應對導航定位衛星來(lái)說(shuō)是好事，因為衛星相對地面物體被測物體的相對速度越大，多普勒效應越明顯，定位就會(huì )更加準確，這甚至是定位導航衛星的核心原理基礎。

但是，多普勒效應對通信衛星來(lái)說(shuō)就是壞事了，因為頻率偏移會(huì )導致通信失敗，必須得做修正。例如位于印度洋上空的亞太國際通信衛星就是相對地面固定的，失聯(lián)的MH370在最后階段發(fā)出的7次探尋信號被這顆衛星測出了頻率偏移，這本來(lái)是要被修正掉的數據，沒(méi)想到這卻成了推測飛機航跡的唯一證據。用一句話(huà)總結就是：用通信衛星干了定位衛星的活，把本來(lái)是壞事的多普勒效應變成了好事。

既然中國的這兩顆衛星是靜止軌道的，自然可以與國際通信衛星一樣完成通信任務(wù)，于是既能定位又能通信就被設計成為了北斗一代的技術(shù)特點(diǎn)，而GPS等其它定位導航系統都是不支持通信功能的。

美國GPS不具備北斗這樣的通信功能，這真不能說(shuō)人家技術(shù)落后，因為人家的衛星系統是各司其職的，定位衛星和通信衛星兩套系統的性能都很優(yōu)異。而中國北斗一代是身兼兩職，聽(tīng)起來(lái)功能更加全面，其實(shí)是中國把定位衛星打到了通信衛星的軌道上，自然能收獲了通信這個(gè)副業(yè)。

畢竟定位才是北斗一代的主業(yè)，大部分的信道資源都必須讓給定位數據的傳送，所以留給通信的信道資源就很少，它無(wú)法完成實(shí)時(shí)的話(huà)音通信，只能完成短信功能。

由于這兩顆星的軌道很高，導致了地面被測物體與衛星的相對速度很低，于是多普勒效應就不明顯，其定位精度自然遠遠比不過(guò)GPS。因此雖然北斗一代既能通信又能定位是獨特優(yōu)勢，其實(shí)是通信功能比國際海事衛星差得多，定位功能比GPS衛星差得多，通信和定位雖說(shuō)啥都能干，但啥性能都不行。

平心而論，北斗一代已經(jīng)達到了設計指標，工程是非常成功的，畢竟就只有兩顆星嘛，咋能跟幾十顆的海事通信衛星和GPS衛星相比呢，好比是你花了800塊買(mǎi)了部雙卡雙待的山寨機，罵它不如蘋(píng)果手機好，這其實(shí)并不公平。

不妨做個(gè)假設，假如沒(méi)有國際海事衛星和GPS衛星的話(huà)，那既能定位又能通信的北斗一代就是光芒四射的，但問(wèn)題是北斗一代問(wèn)世時(shí)，這兩種衛星系統已經(jīng)相當成熟了，在它們的對比之下，北斗一代簡(jiǎn)直就是一坨翔，而且是國家花了大價(jià)錢(qián)造出的一坨翔，當然是各種被罵，研發(fā)人員們灰頭土臉不敢吭氣。

五、與伽利略計劃的姻緣

北斗一代的使用體驗比較差，那該咋往下走呢？這時(shí)中國看上了歐洲的伽利略計劃，這是歐洲國家聯(lián)合搞的全球定位導航衛星系統計劃，因為這個(gè)項目實(shí)在是太燒錢(qián)，歐洲單個(gè)國家誰(shuí)都搞不起，但又不能不搞，雖然歐洲國家跟美國關(guān)系很好，但也不能把國家安全都系在美國政府身上。

歐洲有技術(shù)但缺錢(qián)，于是他們瞄上了土豪中國，中國正因為北斗一代不給力而發(fā)愁呢，自然是一拍即合，據報道稱(chēng)中國加入了伽利略技術(shù)，并且很大方的拍了兩個(gè)億的入伙費。

但中國越來(lái)越覺(jué)得不對勁，歐洲居然把日本和印度也拉入伙了，他們出的錢(qián)少但權利不少，這不是把中國當作冤大頭了嗎？多出點(diǎn)錢(qián)倒不是問(wèn)題，關(guān)鍵在于這兩個(gè)國家本來(lái)是我們在軍事上要防備的，難道要跟他們在國防方面使用相同的系統？中國發(fā)現苗頭不對，下定決心后就咔嚓地退出了，退出后自己?jiǎn)胃?，開(kāi)始發(fā)展北斗二代。

北斗二代計劃在2020年前發(fā)射35顆衛星，形成全球性的定位導航系統，比GPS還多5顆。多出的這5顆是在赤道上空的靜止高軌道衛星，主要是完成短信任務(wù)的，其它30顆跟美國GPS的30顆一樣，都是中軌道的運動(dòng)衛星。

北斗二代的規模與GPS相當，申請的軌道和頻率與歐洲伽利略比較一致，這就不可避免地遇到了衛星軌道和頻率爭奪的問(wèn)題。衛星軌道和空間頻率是人類(lèi)共有的資源，那該如何分配呢？國際規則是既不按國家來(lái)分，也不按人口來(lái)分，而是誰(shuí)先占了算誰(shuí)的。

先占先得的原則是西方發(fā)達國家制定的，他們認為這是各國都有同樣機會(huì )的公平原則，理由是：你有本事你也打衛星啊，我又沒(méi)攔著(zhù)你，你不打是你自己的事，如果你永遠不打，難道說(shuō)軌道和頻率還要永遠給你留著(zhù)？這聽(tīng)起來(lái)也有道理，更關(guān)鍵的是，即使你覺(jué)得沒(méi)道理，你也沒(méi)能力阻止發(fā)達國家占軌道和頻率。

2005年伽利略計劃的第一顆衛星上天了，但并沒(méi)有開(kāi)通，只是占了軌道但沒(méi)占頻率，為啥沒(méi)開(kāi)通呢？原因是沒(méi)錢(qián)，開(kāi)通需要花錢(qián)的，歐洲手頭有點(diǎn)緊。中國北斗二代的第一顆星也隨后上天了，而且上去就開(kāi)通了，這下就把軌道和頻率都占上了，這為啥呢？這是因為中國政府不差錢(qián)。

歐洲伽利略那邊慢悠悠地搗鼓，而中國這邊的北斗一個(gè)接一個(gè)地不停打衛星，后來(lái)還搞起了一箭雙星，而伽利略計劃和北斗二代有些頻率是重合的，雙方都在國際電信聯(lián)盟組織備案了，誰(shuí)先占上就算誰(shuí)的，中國的快節奏把歐洲搞急眼了，通過(guò)美國給中國施壓，要求中國放慢腳步等等歐洲人民。

以前歐美國家憑借技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢搶占資源，中國技術(shù)和經(jīng)濟不給力只能吃啞巴虧，你們從來(lái)就沒(méi)謙讓過(guò)，現在憑什么要我謙讓?zhuān)恐袊焕頃?huì )歐美的抗議，按既定的節奏繼續打衛星。

六、亞太地區組網(wǎng)

雖然現在還沒(méi)有把35顆衛星打全，但亞太地區的北斗二代定位導航網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)建起來(lái)了，并已投入了使用。GPS和北斗的中軌道運動(dòng)衛星都是30顆，它們各在太空上織就了一張網(wǎng)，GPS網(wǎng)眼最密處是在美國上空，北斗二代網(wǎng)眼最密處在中國上空，為本土提供服務(wù)是第一要務(wù)，這個(gè)道理當然很好理解。加拿大和墨西哥當然會(huì )選擇GPS，而對于亞太國家來(lái)說(shuō)，北斗卻比GPS更有優(yōu)勢。

亞太國家認識到了北斗的覆蓋優(yōu)勢，中國政府也積極推動(dòng)北斗二代在亞太地區的應用，于是泰國、馬來(lái)西亞、文萊、印度尼西亞、柬埔寨、老撾等國家派出了19名專(zhuān)家，于2014年7月來(lái)到中國考察北斗二代，研究討論合作的事項。

第一站去的是武漢光谷北斗集團，參觀(guān)了中國最大的遙感衛星地面接收站，第二站去的是黃石，參觀(guān)了建設中的中國-東盟北斗示范城，第三站參觀(guān)了北斗地球空間產(chǎn)業(yè)國際學(xué)院，第四站是參加“2014北斗技術(shù)與應用國際培訓班”，在兩院院士李德仁領(lǐng)銜的武漢大學(xué)測繪遙感國家生點(diǎn)實(shí)驗室里連續學(xué)習了半個(gè)月。

行程安排是很講究的，先帶他們參觀(guān)，行程非常密集不容你思想懈怠，一處更比一處高端大氣上檔次的北斗產(chǎn)業(yè)園區，令他們的眼睛瞪得越來(lái)越大，在內心受到了震撼后，再由國際知名科學(xué)家李德仁院士親自授課，解答你國使用北斗的所有疑問(wèn)，順便收獲了這些東盟專(zhuān)家的膝蓋。

泰國專(zhuān)家表示，有些GPS衛星的信號泰國收不到，而北斗所有的衛星信號都能接收到，當然要參加北斗的“天眼”計劃，而且泰國現在已建成了首批CORS（連續運行衛星定位服務(wù)綜合系統）。馬來(lái)西亞緊隨其后，將成為北斗“天眼”的下一個(gè)落戶(hù)的國家。

七、在漁業(yè)的應用

北斗的首次成功應用是2008年5月12日的汶川地震，甭看我們平時(shí)的通信非常方便，電話(huà)、短信、互聯(lián)網(wǎng)等手段很多，但其實(shí)都是高度依賴(lài)光纖和基站的，當這些基礎設施遭到大面積損壞時(shí)，你會(huì )發(fā)現QQ、微信、微博、短信……所有平時(shí)很方便的通信手段全都完蛋了，除了靠吼之外簡(jiǎn)直就沒(méi)有一點(diǎn)辦法。

那時(shí)候北斗還是一代系統，雖然因為性能指標比不過(guò)GPS和海事衛星而被罵出了翔，但北斗一代在地震時(shí)卻發(fā)揮出了不受地面影響的優(yōu)勢，它的定位和短信能力充分發(fā)揮了作用，成為了救援指揮部隊和前線(xiàn)救援人員最得力的通信助手，最大限度地保證了“72小時(shí)黃金搶救時(shí)間”的有效利用，彰顯了北斗服務(wù)民生的技術(shù)優(yōu)勢。

遠洋漁業(yè)是個(gè)充滿(mǎn)危險的行當，遇到風(fēng)險時(shí)能得到及時(shí)得到救助非常重要，再節省的漁民都會(huì )備齊兩樣電子設備，一是GPS二是海事衛星電話(huà)，以便遇到風(fēng)險時(shí)能及時(shí)求助。

遇到風(fēng)險需要求救，首先要用GPS定好位，然后用海事衛星電話(huà)通知岸上的救援隊，告訴他們我遇險的GPS坐標，以便他們來(lái)救我。當然也有用電臺的，但電臺的可靠性不如海事衛星電話(huà)，生死攸關(guān)時(shí)通不上可就抓瞎了。但是，養一部海事衛星電話(huà)是很貴的，但為了關(guān)鍵時(shí)刻救命又不敢不養，很多漁民對此很糾結。

北斗二代在亞太地區布網(wǎng)后，漁民有了一個(gè)新選擇，那就是裝北斗衛星船載終端，北斗的雙向短信功能在漁船救險方面得到了完美應用，遇到險情后一鍵求救，終端會(huì )自動(dòng)把附帶著(zhù)定位信息的求救短信通過(guò)衛星發(fā)給岸上的救援隊，實(shí)現了GPS+海事衛星電話(huà)的功能，而且更加方便。

那這個(gè)終端貴嗎？政府大力推廣，將之列為安全機械設備，享受農機補貼政策，政府額外拿出了1個(gè)億，免費為遼寧、山東、浙江、海南的1萬(wàn)艘漁船安裝的北斗終端，后續再安裝的直接補貼九成，漁民只需要象征性的出一成的錢(qián)就可以安裝。

海事衛星電話(huà)很貴，那北斗衛星短信貴不貴呢？答案是一條三毛！這是有史以來(lái)最便宜的衛星短信了，為啥這么便宜，有政府補貼唄，其實(shí)根本就沒(méi)考慮成本，收費是象征性的。本來(lái)有專(zhuān)家建議免費，但怕漁民們沒(méi)事就發(fā)段子，過(guò)于浪費衛星信道資源，干脆就定一條三毛吧。

北斗衛星的短信功能非常受歡迎，根據浙江省2011年的統計，浙江漁民利用北斗衛星發(fā)短信1300萬(wàn)條，其中船與船互通604萬(wàn)條，船與手機互通696萬(wàn)條。

漁業(yè)省份在岸上大建基于北斗二代的漁業(yè)信息服務(wù)基礎設施，通過(guò)衛星給漁船發(fā)送實(shí)時(shí)的天氣、海浪、赤潮、魚(yú)汛消息，甚至還有當日漁市價(jià)格，幫助漁民決定捕撈哪種魚(yú)，漁民在海上就可以把漁獲信息傳到岸上，提前聯(lián)系好了賣(mài)家。

八、“兩客一?！迸c地基增強系統

“兩客一?！敝傅氖菑氖碌缆钒嗑€(xiàn)客運、旅行包車(chē)、危險貨物運輸車(chē)，這些都必須安裝電子定位裝置，并將運行信息及時(shí)接入到全國的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控系統中。在交通管理部門(mén)的監控大屏幕上，車(chē)輛的運動(dòng)狀態(tài)一目了然，超速闖禁行等違規駕駛行為會(huì )自動(dòng)報警，這是一項保護人民生命安全的法規。

“兩客一?！钡姆秶€在擴展，警車(chē)、公務(wù)車(chē)、校車(chē)也正在被納入到衛星定位監控系統之中，不僅僅是為了行車(chē)安全，還要監控公車(chē)私用，車(chē)輛行駛路線(xiàn)清清楚楚，數據妥妥地存在數據庫里，由不得司機遮掩狡辯。

這種對特種車(chē)輛的衛星監控，以前要求使用GPS，現在被政府明令要求必須使用北斗二代。有些人為此質(zhì)疑過(guò)政府，以前基于GPS的系統本來(lái)就能完成任務(wù)，現在為了推廣國產(chǎn)北斗就來(lái)硬的，這不是勞民傷財嗎？

這真不是功民傷財，而是有著(zhù)長(cháng)遠規劃的必要措施。中國正在籌劃搞北斗二代的地基增強系統，在路燈桿、信號塔等地方架設北斗設備，形成北斗的地基增強系統，與天基的衛星相互配合，可達到米級以下的實(shí)時(shí)定位精度。

北斗二代的天基系統和地基系統一旦成功結合，那大貨車(chē)就再也不敢長(cháng)期占用超車(chē)道了，而以前的GPS定位精度是10米，是無(wú)法區分車(chē)道的。給孩子戴的定位手表會(huì )更加精準和靈敏，定位信息不再是“在某地附近”，而是精確到孩子站在哪塊地板磚上。

地基增強系統是要與天基系統密切配合的，如果把這個(gè)遍及全國的國字號系統搭建在美國GPS的基礎之上，那萬(wàn)一人家收費了呢？或者把底層數據屏蔽了，那我們就被會(huì )卡了脖子。我們已經(jīng)有了完全自主產(chǎn)權的北斗二代，自家的地基增強系統當然要跟自家的北斗二代配對。

九、形變監測與自動(dòng)駕考

北斗二代的用途非常非常多，據統計有200多項，例如有一項就是形變監測，專(zhuān)門(mén)對水壩、大橋、高速公路等巨大建設物的沉降和變形做測量。網(wǎng)友們一定會(huì )疑問(wèn)，北斗與GPS的精度都是10米，咋能搞如此細致的活計呢？這源于差分算法技術(shù)。

任何測量都是會(huì )有誤差的，而把多次測量后的結果統計平均，就會(huì )有效地減少誤差。衛星定位的差分算法也是這個(gè)道理，一次定位的精度是10米，但把成千上萬(wàn)次的定位數據進(jìn)行合并處理，就有可能得到更加精準的結果，甚至精確到毫米以下。

很顯然，測量的次數越多和時(shí)間越長(cháng)則精度就越高，而建筑物的沉降和變形是緩慢的，正好可以利用這些特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行高精度測量。把北斗設備固定在建筑特上面，令它自動(dòng)地接收定位信息，攢足了一個(gè)月的海量定位數據后進(jìn)行差分計算，精度在毫米以下的定位數據就算出來(lái)了，這比人工測量方便和準確的多。

很多偏遠監測點(diǎn)是沒(méi)有手機信號的，基于GPS的形變監測必須得人工采集，而使用北斗進(jìn)行形變監測還有個(gè)好處就是數據可以直接通過(guò)北斗短信功能傳回基地，給它安個(gè)太陽(yáng)能板就齊活了，定位、差分解算、數據回傳全部自動(dòng)化。

在地面設施的配合下，北斗的實(shí)時(shí)定位精度已經(jīng)遠遠高于GPS，現在已經(jīng)達到了80公里/小時(shí)情況下2厘米的精度，這就給另一種業(yè)務(wù)提供了技術(shù)手段，那就是基于北斗二代系統的無(wú)考官駕考。

現在的倒車(chē)入庫等駕考項目已經(jīng)有電子監控了，壓線(xiàn)就會(huì )報警，但路考還得有考官。以后的全部駕駛課目考試可能被北斗系統全面取代，在考試車(chē)上安裝北斗接收機，無(wú)論是倒庫還是路考，系統都會(huì )精確實(shí)時(shí)記錄車(chē)輛軌跡，并自動(dòng)評分，會(huì )比考官更嚴格和公正。

十、北斗二代的政府推廣

北斗二代是國字號工程，政府當然會(huì )推廣，但推廣的路子跟以前很不一樣了。大約七八年前吧，手機上有了Wi-Fi功能，而中國政府覺(jué)得這個(gè)技術(shù)標準不好，于是出了國家自主知識產(chǎn)權的WAPI標準，試圖以此取代Wi-Fi。其實(shí)并不是只有中國這么干，韓國也推出了自己的技術(shù)標準并抵制Wi-Fi。

Wi- Fi技術(shù)簡(jiǎn)潔便于推廣，這也是它風(fēng)靡全球的重要原因，但它也有死穴，那就是單向的安全機制并不可靠。前陣子3.15晚會(huì )上有帶眼罩的網(wǎng)絡(luò )安全人員現場(chǎng)表演了劫持觀(guān)眾手機信息，媒體也經(jīng)?？鞘謾C用戶(hù)接入免費Wi-Fi導致?lián)p失的報道，這都是Wi-Fi先天技術(shù)缺陷所致。

中國的WAPI標準是雙向安全認證的，的確比Wi-Fi更安全，政府為了推廣它而把行貨手機的Wi-Fi功能閹割了，想要Wi-Fi功能的話(huà)只能買(mǎi)水貨手機。此舉引來(lái)很多人的不滿(mǎn)，但最終也沒(méi)擋著(zhù)Wi-Fi的流行，后來(lái)就低調放開(kāi)了，行貨手機上也有了Wi-Fi，而WAPI并沒(méi)有推廣開(kāi)，現在只是在軍隊等有保密要求的場(chǎng)所使用。韓國政府抵制Wi-Fi的行動(dòng)也同樣地失敗了。

中國政府在推廣北斗二代方面顯然有了新的思路，不再用行政力量去限制其競爭技術(shù)了，而是采用免費或補助的方式來(lái)利誘，事實(shí)證明這招更加有效。例如漁船安裝北斗設備，政府并不禁止漁民繼續使用GPS和海事衛星電話(huà)，而在給北斗設備提供大量補助，衛星短信也只是象征性地收費，明顯北斗方案更劃算，漁民當然會(huì )裝北斗而棄用GPS和海事衛星電話(huà)。

北斗二代有200多項應用，需要全社會(huì )的高科技企業(yè)去研究開(kāi)發(fā)，不斷提供更好的北斗產(chǎn)品，這樣才能把北斗產(chǎn)業(yè)做大做強。中國已經(jīng)有了不少搞定位導航的高科技企業(yè)，它們大多是搞GPS起家的，政府的科技部門(mén)請這些老總來(lái)開(kāi)會(huì )，領(lǐng)導講話(huà)言簡(jiǎn)意賅：歡迎各位繼續搞GPS的研究開(kāi)發(fā)，政府絕不會(huì )限制和干擾，但如果搞北斗二代項目的話(huà)，會(huì )享受高科技企業(yè)的免稅政策，還會(huì )從某處得到支持資金。

北斗二代的技術(shù)體制與GPS差不多，由GPS轉向北斗并不難，政府劃下道了，企業(yè)老總都是人精，紛紛表態(tài)要改道搞北斗項目。被請來(lái)開(kāi)會(huì )的還有高校教授，領(lǐng)導又說(shuō)了，政府有一筆北斗科研的經(jīng)費，歡迎教授們來(lái)立項，教授們也紛紛表示要申請北斗科研項目，誰(shuí)忒么還傻乎乎地繼續研究GPS啊，美國政府又不給錢(qián)。

領(lǐng)導又說(shuō)了，企業(yè)有資金設備的優(yōu)勢，高校有人材技術(shù)的優(yōu)勢，不如強強聯(lián)手，把教授帶的研究生放在企業(yè)去做北斗科研，由企業(yè)出場(chǎng)地出設備出資金，研究生搞出的成果除了供他們畢業(yè)拿學(xué)位，還可作為該企業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新。企業(yè)老總和高校教授都覺(jué)得這個(gè)主意不錯，于是在政府牽線(xiàn)下紛紛結起了對子，領(lǐng)導管這個(gè)叫作北斗產(chǎn)業(yè)推廣聯(lián)盟。

政府推廣新產(chǎn)業(yè)的路子變了，不再像推WAPI那樣強行閹割Wi-Fi了，而是使用了利益杠桿，企業(yè)老總和高校教授都得了利，政府出面組建了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也是政績(jì)，三方都很高興。

中國政府對北斗二代的決心很大，搞這種國字號工程的財力很足，對內的推廣政策很有成效，對外積極談合作已有成果，還有國際電信聯(lián)盟的支持，占盡了天時(shí)地利人和，預計5000億的新產(chǎn)業(yè)正在浮出水面，北斗二代的前景非常樂(lè )觀(guān)。

• 北斗的優(yōu)勢：

安全。這絕對是建北斗最最重要的原因，沒(méi)有這個(gè)原因北斗真的是可以不建的，或者說(shuō)可以緩一緩再建。GPS使用了這么多年，軍隊官方都沒(méi)有統一裝備GPS的任何產(chǎn)品（當然，會(huì )有私自購買(mǎi)的，只是一小部分），因為戰時(shí)美國絕對不會(huì )讓你他的GPS，GPS信號是可以加密或關(guān)閉的。在地理信息如此重要的戰場(chǎng)，你只能靠自己。

三頻信號。北斗使用的是三頻信號，GPS使用的是雙頻信號，這是北斗的后發(fā)優(yōu)勢。雖然GPS從2010年5月28發(fā)射了第一顆三頻衛星，但等到GPS衛星全部老化報廢更換為三頻衛星還好幾年。這幾年就是北斗的優(yōu)勢期。

三頻信號可以更好的消除高階電離層延遲影響，提高定位可靠性，增強數據預處理能力，大大提高模糊度的固定效率。而且如果一個(gè)頻率信號出現問(wèn)題，可使用傳統方法利用另外兩個(gè)頻率進(jìn)行定位，提高了定位的可靠性和抗干擾能力。北斗是全球第一個(gè)提供三頻信號服務(wù)的衛星導航系統。

有源定位及無(wú)源定位。有源定位就是接收機自己需要發(fā)射信息與衛星通信，無(wú)源定位不需要。北斗一代的有源定位，有源定位技術(shù)只要2顆衛星就可以完成定位，但需要信息中心DEM（數字高程模型）數據庫支持并參與解算。它在北斗二代上被保留下來(lái)，但不作為主要的定位方式（這個(gè)有待考證。 必須強調一下，北斗二代使用的是無(wú)源定位，和GPS是一樣一樣的，不需要信息中心參與解算，有源定位頂多算個(gè)補充功能 ）。

這個(gè)功能的好處是當你觀(guān)測的衛星質(zhì)量很差，數量較少時(shí)（理論上，無(wú)源定位至少要4顆衛星才能解算XYZ和時(shí)間四個(gè)未知參數，實(shí)際需要的更多），仍然可以定位。這個(gè)功能對于緊急情況會(huì )比較有用，比如在山谷中，觀(guān)測條件非常差，能知道大概位置也是非常重要的。

壞處是在戰爭中會(huì )暴露你的位置信息。需要信息中心參與解算就是排名第一答案說(shuō)的“資源有限”，使用的北斗一代手持機，每60秒可以定位一次，不能頻繁定位，以保證信息中心不能過(guò)載。

但是北斗一代不能民用的主要原因不是這個(gè)??！北斗一代稱(chēng)為北斗衛星實(shí)驗系統，北斗二代稱(chēng)為北斗衛星導航系統，叫他一代二代僅僅是方便而已。從名字上就可以知道，北斗一代只是做個(gè)內部實(shí)驗而已，檢驗一下理論、技術(shù)是否可行，定位精度如何，再進(jìn)行后續改進(jìn)，設計的初衷根本沒(méi)打算民用。就像是蘋(píng)果公司做個(gè)內部樣機，自己試用一下看看要怎么改進(jìn)。

短報文通信服務(wù)。這個(gè)絕對是中國原創(chuàng )功能，并且非常實(shí)用。08年汶川地震的時(shí)候，震區唯一的通訊方式就是北斗一代，當時(shí)簡(jiǎn)直是好用到哭啊，也沒(méi)人嫌棄北斗一代手持機又大又丑了，有和沒(méi)有簡(jiǎn)直是質(zhì)的飛越，所以該功能果斷在二代中保留下來(lái)?。ㄕf(shuō)明：北斗不是唯一的通信手段。）但是這個(gè)功能也是有容量限制的，所以并不適合作為日常通信功能，而是作為緊急情況通信比較合適。

基于這個(gè)功能，北斗還有一個(gè)好處是，不但能知道我在哪，還能讓別人知道你在哪。這個(gè)功能有利于求救啊。國家大力宣傳此功能，可能基于以下兩個(gè)原因：第一，這個(gè)功能中國獨有。第二，宣傳其他功能大眾聽(tīng)不懂。

境內監控。衛星定位系統一般由三部分組成：空間星座部分，地面監控部分和用戶(hù)接收機部分。其中，地面地面監控部分又由三大部分組成：監控站，主控站，注入站。

GPS系統在全球建了5個(gè)監控站，1個(gè)主控站（ 炸毀北斗地面指揮中心北斗就失效了，所以得出結論戰爭時(shí)北斗無(wú)用；那我們炸毀GPS的主控站（及其備用站）不也一樣的嗎，所以可以得出結論：GPS是無(wú)效的嗎？）和3個(gè)注入站以保證衛星運行，這些站都設在美國國土上，并且在全球分布很均勻。

包括美洲大陸的美國本土，太平洋的關(guān)島和夏威夷、印度洋的迭哥枷西亞以及大西洋的阿森松群島。中國沒(méi)法把監控站建到全球，所以中國在設計北斗系統時(shí)必須考慮到，地面監控部分只建在中國境內，就能夠保證整個(gè)系統的正常運行。

在境外建站也不是不可以，只是就算建了，也只起到提高精度的作用，絕對不能作為控制功能。這本來(lái)是北斗的劣勢，境內監控是被逼出來(lái)的，沒(méi)有其他選項，但現在成了北斗的安全優(yōu)勢，不用受制于其他國家。

中國境外的首個(gè)陸地遙感衛星數據接收站“北極站”，將于2015年在瑞典開(kāi)工建設，預計兩年建成。2、中國將在南美洲的阿根廷建造首個(gè)境外衛星跟蹤站。

分步開(kāi)通。GPS必須整個(gè)系統建成后才能使用。目前北斗的14顆在軌衛星使用了5顆地球靜止軌道（GEO）衛星，5顆傾斜地球同步軌道（IGSO）衛星，4顆中高度圓軌道（MEO）衛星。北斗的星座方案來(lái)之不易，許院士說(shuō)當時(shí)有幾個(gè)方案參與競爭，光是方案的修改論證就持續了整整三年，最后確定的這個(gè)方案不敢說(shuō)沒(méi)有缺點(diǎn)，但絕對是所有方案里最好的一個(gè)。

北斗衛星導航系統在這個(gè)創(chuàng )新的空間星座支持下，僅僅發(fā)射了16顆衛星，就于2012年12月27日在亞太地區正式開(kāi)通運行。這有利于加快北斗的商用進(jìn)程，有利于對后續的系統做進(jìn)一步改進(jìn)，有利于加快北斗產(chǎn)業(yè)鏈的成熟。

2015年3月30日，首顆新一代北斗導航衛星由長(cháng)征三號丙運載火箭在西昌衛星發(fā)射中心發(fā)射。該星的發(fā)射成功標志著(zhù)我國北斗衛星導航系統由區域運行向全球拓展的啟動(dòng)實(shí)施。北斗全球系統試驗衛星工程I1-S星是第17顆北斗導航衛星，其將開(kāi)展新導航信號體制、星間鏈路等試驗驗證工作。

中國北斗衛星導航系統總設計師楊長(cháng)風(fēng)31日對記者表示，2015年我國還將發(fā)射3到4顆北斗導航衛星，構成一個(gè)完整的試驗體系，北斗導航衛星再次進(jìn)入密集發(fā)射期。

首顆新一代北斗導航衛星將實(shí)現技術(shù)突破，除了壽命由8年延長(cháng)到10到12年外，在功能、性能上將有較大提升，可為全球用戶(hù)提供更高精度的衛星導航服務(wù)。下一代全球覆蓋導航衛星從性能指標上要比現在在軌運行的這個(gè)系統性能提高1到2倍，最高精度會(huì )達到2到3米。

局部加強，逐步成熟。理論上GPS在全球的定位精度是相當的。北斗系統針對中國及其周邊地區是特別加強過(guò)的，在國內衛星的幾何條件比較好。

單點(diǎn)定位的精度取決于兩個(gè)方面：一是觀(guān)測量精度，二是所觀(guān)測衛星的空間幾何分布。導航中用精度衰減因子DOP來(lái)表示衛星空間圖形的貢獻，包括：空間精度衰減因子GDOP 、位置精度衰減因子PDOP、時(shí)間精度衰減因子TDOP、平面精度衰減因子HDOP、垂直精度衰減因子VDOP、相對定位幾何精度衰減因子RDOP。

（1）衛星數量增加。GPS設計使用21+3顆衛星，即21顆工作衛星，3顆備用衛星。目前GPS實(shí)際已經(jīng)使用了32顆衛星，衛星數量越多，就會(huì )得到越多的冗余數據，數據就越可靠，DOP值越小。北斗現在只有16顆，等北斗衛星的數量越來(lái)越多，也會(huì )得到更多觀(guān)測數據，精度提升是必然的了。

（2）改正模型優(yōu)化。與信號傳播路徑有關(guān)的誤差有：對流層折射誤差，電離層折射誤差延遲誤差，多路徑效應，地球自轉效應誤差。這些誤差是沒(méi)辦法完全消除的，只能不斷減小。用于改進(jìn)電離層折射誤差延遲誤差的Klobuchar模型就是根據長(cháng)時(shí)間氣象觀(guān)測數據，構造出電離層折射隨時(shí)間變化的經(jīng)驗公式。

說(shuō)白了就是猜出來(lái)的，不過(guò)是有水平，有數據支持，聰明的猜，才出來(lái)后進(jìn)行試驗驗證，好用就留著(zhù)，不好用就繼續改。全球不同地區的電離層對流層都是不同的，這些公式是根據國外的觀(guān)測數據構造的，用在中國自然會(huì )差一些，我們需要給北斗更多的時(shí)間累計觀(guān)測數據，等待開(kāi)發(fā)或優(yōu)化更多的適合中國地區的改正模型。

（3）衛星軌道精度提高。衛星的實(shí)際運行軌道肯定與設計軌道有一定的差距。偽距定位的原理是：采用距離后方交會(huì )的方法確定接收機天線(xiàn)的三維坐標。只有衛星軌道精度提高了定位精度才會(huì )高。衛星的軌道是通過(guò)監控站的觀(guān)測數據擬合出來(lái)的，觀(guān)測時(shí)間越久，累積的數據越多，擬合的軌道越精確。

北斗缺少?lài)獾挠^(guān)測數據，所以軌道精度在亞太地區較高，在國外的軌道精度會(huì )比較差。彌補這個(gè)缺陷也需要給北斗時(shí)間。再提一下地球靜止軌道 （GEO）衛星。

GEO衛星相對地球做不到完完全全的靜止，會(huì )有一定的漂移。而地球同步軌道只有一個(gè)，資源非常稀缺，國際上把這個(gè)軌道劃分成了一小段一小段的圓弧，衛星只能在分配的范圍內移動(dòng)，否則可能與其他衛星相撞，所以每隔一段時(shí)間就需要調整GEO衛星位置。

目前調整北斗采用的是脈沖式，只能按整次數來(lái)調整衛星的位置，不能是零點(diǎn)幾次，所以可能出現多一次嫌多，少一次不足的情況。在后續發(fā)射的GEO衛星，調整衛星會(huì )改用連續式，想噴多少就噴多少，增強衛星控制能力與精度。

一旦進(jìn)行調整，之前的觀(guān)測數據就會(huì )作廢，需要重新累積數據。在調整衛星期間，那顆衛星處于失效狀態(tài)，因為我們不知道它的具體位置，需要幾天時(shí)間來(lái)重新定軌。

但好在GEO衛星數量比較少（5顆），定軌比其他兩種衛星容易一些，速度也比較快一些。其他兩種衛星不存在這種情況，觀(guān)測時(shí)間久了，擬合的軌道精度自然就提高了，直到他死掉那天。

定位精度?！氨倍废到y定位精度由水平25m、高程30m，提高至目前水平10m、高程10m，測速精度由每秒0.4米，提高至0.2m，受時(shí)精度優(yōu)于20ns，目前在中國及周邊地區，北斗系統服務(wù)性能與GPS相當?！痹S院士講座時(shí)說(shuō)，他們的實(shí)測精度（按中誤差算）可以達到水平4~5m，高程5~6m的精度水平。

許院士表示，北斗在剛投入使用就能達到如此精度，這連他們設計北斗系統的時(shí)候都沒(méi)想到，已經(jīng)非常滿(mǎn)意了，而且北斗還有很大進(jìn)步空間，精度還能進(jìn)一步提高。上述10m的精度，我個(gè)人認為應該是對亞太地區的平均精度。需要注意的是，北斗的平面精度與高程精度是基本相當的，而GPS系統的水平精度確實(shí)不錯，但是他的高程精度是軟肋，比水平精度差得比較多，一般是1.5倍到2倍。

@silencew 說(shuō)GPS定位精度可以達到mm級，這是能實(shí)現的，但是不能脫離限制條件而談。衛星定位方法有很多種形式，如果按用戶(hù)衛星測量設備在作業(yè)中的狀態(tài)，可分為靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)定位，若按參考點(diǎn)的位置不同，可分為絕對定位和相對定位。

差分技術(shù)是基于同步同軌性原理，使用已知點(diǎn)的基準站，計算出改正信息，再發(fā)送給流動(dòng)站，進(jìn)而改正流動(dòng)站的瞬時(shí)位置。這是針對動(dòng)態(tài)測量的技術(shù)，把定位精度由10~40m提高到小于3m。精度達到mm級應該是靜態(tài)的長(cháng)時(shí)間的優(yōu)質(zhì)觀(guān)測條件下的絕對定位。（以及有條件的相對定位。

@snailchaser：絕對定位的話(huà)，長(cháng)時(shí)間的靜態(tài)PPP（精密單點(diǎn)定位技術(shù)）確實(shí)可以達到mm級，不過(guò)用相對定位的方法（載波相位測量＋雙差解模糊度），在短基線(xiàn)＋較開(kāi)闊環(huán)境下，也是可以穩定達到mm級的，甚至連動(dòng)態(tài)也能達到這個(gè)精度。）具體解釋一下，靜態(tài)，就是要專(zhuān)門(mén)建一個(gè)房子，專(zhuān)門(mén)建一個(gè)固定觀(guān)測墩，這時(shí)三腳架精度已經(jīng)不夠，而且還容易被移動(dòng)。

長(cháng)時(shí)間，就是24小時(shí)，365天不間斷觀(guān)測，這就肯定要保證有電源，而且要求還很高，不能斷電，備用電源神馬的一定要有。優(yōu)質(zhì)觀(guān)測條件，就是要沒(méi)有電磁干擾，沒(méi)有高大建筑遮擋，人不能隨意靠近GPS天線(xiàn)，附近不能有平靜水面（會(huì )有多路徑效應），沒(méi)有大的山坡。

不可或缺的是一臺高精度，高穩定性，高品質(zhì)的GPS接收機及其他附屬設施（保存、處理數據等功能）。要滿(mǎn)足這些條件只能遠離城市，在有一定條件的農村，建一個(gè)永久的高精度觀(guān)測站。

不是隨隨便便就能滿(mǎn)足這樣苛刻條件的，建設和運行成本都非常高，我們學(xué)校就有建這樣的觀(guān)測站，我們是不能進(jìn)去看的，因為會(huì )干擾信號，只能瞻仰下外觀(guān)了。北斗要這么觀(guān)測，精度肯定也不是10m了，不要隨便道聽(tīng)途說(shuō)了一個(gè)數據就說(shuō)比北斗強，請說(shuō)明觀(guān)測條件！

特別說(shuō)明一下，GPS系統使用的是WGS-84坐標系，北斗使用的是CGCS2000坐標系，所以二者的數值不能直接進(jìn)行比較，需要進(jìn)行坐標轉換，而坐標轉換一般會(huì )帶來(lái)精度上的損失。精度是可以在各自坐標系下直接比較的，不用進(jìn)行坐標轉換。

促進(jìn)整個(gè)制造業(yè)的升級。

專(zhuān)家預測，到2015年，中國北斗相關(guān)產(chǎn)業(yè)規模將突破500億。 預計到2020年，僅北斗衛星導航市場(chǎng)將達到年產(chǎn)值4000億元人民幣，年復合增長(cháng)率達到40%以上?！北倍泛苜嶅X(qián)，國家給你創(chuàng )造機會(huì )了，這個(gè)錢(qián)要怎么拿，就看各自的本事了。

看看全國遍地開(kāi)花的北斗產(chǎn)業(yè)園就知道機會(huì )多難得。整個(gè)系統國家只負責空間星座和地面監控部分，這兩部分耗資巨大，技術(shù)要求高，且具有唯一性，系統性能指標主要取決于這兩部分。

北斗系統的精度不夠高很大一部分的原因是中國的原子鐘不行。衛星導定位中，時(shí)間系統有著(zhù)極其重要的意義，在由跟蹤站對衛星進(jìn)行定軌時(shí)，要求衛星位置的誤差小于1cm時(shí)，相應的時(shí)刻誤差應小于2.6μs（1微秒=10 -6秒）；如果要求測量的距離誤差小于1cm時(shí)，則信號傳播時(shí)間的測定誤差應小于0.03ns（ 1納秒=10 -9秒 ）。

中國的原子鐘相對國外產(chǎn)品，體積大、質(zhì)量重、精度還差了一個(gè)量級，這種高精尖的技術(shù)國外是對中國禁運的，我們只能靠自己。為什么不行？因為有一段時(shí)間原子鐘是可以從國外買(mǎi)的，相比起自己研制成本還不高，質(zhì)量很好，國內直接放棄研制原子鐘了。

等中國說(shuō)要建導航系統，國外立刻對中國實(shí)施禁運，中國這個(gè)時(shí)候才趕緊又開(kāi)始原子鐘的研制工作，暫停研制這幾年對中國的原子鐘發(fā)展多可惜，本來(lái)技術(shù)雖然不算先進(jìn)，但也勉強跟上世界潮流，現在卻拉下一大截，如果中國一直堅持自己研制原子鐘，現在的北斗系統精度更高。要不是北斗系統，中國的原子鐘技術(shù)更是悲劇了。

建設速度快。歐洲早在1999年2月10日就提出建設GALILEO系統，在2005年發(fā)射了第一顆實(shí)驗衛星， 2008年4月27日，發(fā)射第二顆實(shí)驗衛星，進(jìn)度比最初的計劃推遲了整整五年， 2012年10月發(fā)射第3第4顆衛星。這四顆衛星組成網(wǎng)絡(luò )，初步發(fā)揮地面精確定位的功能。

北斗的第一顆衛星在 2007年4月14日發(fā)射升空， 2012年10月25日第16顆北斗衛星發(fā)射，這是北斗區域網(wǎng)最后一顆衛星，北斗導航工程區域組網(wǎng)順利完成， 2013年12月27日正式發(fā)布了《北斗系統公開(kāi)服務(wù)性能規范（1.0版）》和《北斗系統空間信號接口控制文件（2.0版）》兩個(gè)系統文件，這是北斗正式商用的標志，所有的廠(chǎng)商都可以根據這兩個(gè)文件來(lái)開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品。

北斗與GALILEO在使用頻率上是有競爭關(guān)系的（有重疊）， “根據 “誰(shuí)先使用誰(shuí)先得”的國際法原則，中國在2009年發(fā)射三顆“北斗”二代衛星，正式啟用該頻率，而歐盟連預定的三顆實(shí)驗衛星都沒(méi)有射齊。敗下陣來(lái)，失去對頻率的所有權。

國際認可。新聞：北斗正式納入IMO全球無(wú)線(xiàn)電導航系統-2014年11月新聞

2014年11月17日至21日，國際海事組織（IMO）海上安全委員會(huì )第94次會(huì )議在英國倫敦召開(kāi)，審議通過(guò)了對北斗衛星導航系統認可的航行安全通函，標志著(zhù)北斗衛星導航系統正式成為全球無(wú)線(xiàn)電導航系統的組成部分，取得面向海事應用的國際合法地位。北斗衛星導航系統成為繼全球定位系統（GPS）、格洛納斯衛星導航系統（GLONASS）后的第三個(gè)全球衛星導航系統，服務(wù)世界航海用戶(hù)。

• 北斗的問(wèn)題：

國外監控站很少，優(yōu)勢與劣勢并存的GEO衛星，星鐘的差距，等等。

上面沒(méi)提到的有：

（1）衛星質(zhì)量不高，壽命比較短。GPS衛星的壽命一般在8年，北斗衛星的壽命在5年左右，已發(fā)射的16顆衛星中，已有2顆老舊衛星失效。替換衛星的工作都是國家完成的，完全不影響用戶(hù)使用。

（2）芯片價(jià)格較高。這是由于芯片的生產(chǎn)特點(diǎn)決定的，芯片在研發(fā)階段投入非常大，一旦研制成功，后續的生產(chǎn)成本就比較低了。北斗剛投入使用，用戶(hù)還比較少，所以?xún)r(jià)格高，等到大規模生產(chǎn)的時(shí)候，成本就被攤薄。

（3）強制安裝北斗。這一條消息剛出來(lái)的時(shí)候我也特別不舒服，但是請參考鳳凰軍事的短評?！?明明知道GPS是處于絕對壟斷地位的產(chǎn)品，卻鼓吹“北斗”去搞什么所謂“市場(chǎng)競爭”，完全就是一種鬧劇。這種言論明顯背叛了市場(chǎng)經(jīng)濟最基本的原則?！?/p>