美国GPS、中国北斗、欧洲伽利略,到底哪个好用(中国北斗和欧洲伽利略)
一提起定位大家首先想到的是“GPS”,很多人显然已经把“GPS”当成“定位”的意思。其实这是一个错误的“习以为常”。GPS是由24颗GPS卫星星座组成的对民众开放免费的美国卫星群。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,同样是世界上知名的定位系统。
大部分人只知道GPS在手机中扮演了极其重要的角色,但我们中国北斗卫星导航系统、欧盟GALILEO(伽利略)同样是联合国卫星导航委员会已认定的供应商,下面为大家介绍一下美国GPS、中国北斗、欧洲伽利略这三种系统到底哪个好用?
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。
精度
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。
定位原理
35颗卫星在离地面2万多千米的高空上,以固定的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知,在接收机对卫星观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
GPS
是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。28颗卫星(其中4颗备用)。
精度
28颗卫星(其中4颗备用)早已升空,分布在6条交点互隔60度的轨道面上,距离地面约20000千米。已经实现单机导航精度约为10米,综合定位的话,精度可达厘米级和毫米级。但民用领域开放的精度约为10米。
定位原理
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。
伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system),是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成,其中27颗工作星,3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。
相关评价:与美国的GPS系统相比,伽利略系统更先进,也更可靠。美国GPS向别国提供的卫星信号,只能发现地面大约10米长的物体,而伽利略的卫星则能发现1米长的目标。一位军事专家形象地比喻说,GPS系统只能找到街道,而伽利略则可找到家门。
相关信息:欧洲曾邀请过中国参加伽利略卫星的研发,由于实质参与欧洲“伽利略”卫星导航系统受挫,中国决定“单干”。
原理:伽利略导航系统的工作原理与GPS是一样的。但是GALILEO系统的轨道面有6个,卫星有30颗,这与GPS有所区别。其使用的信号也与GPS不同。但是他们的工作原理是一样的,都是利用了卫星无线电伪距测量原理,和三球交汇原理。
分析:
由于其卫星数量更多且安装了最精确原子钟,运行300万年后误差也只有一秒,伽利略导航能提供更好的信号、传递更多信息,其免费定位精确度可达到一米以内,付费服务精确度更高,达到厘米以内,而GPS和GLONASS只能达到几米。
目前来说按照可知的资料显示,欧洲伽利略的“精度”可控制在1米以内,北斗和GPS在精度上似乎有些落后。但问题是影响用户使用体验的原因有很多,精度只是“比较重要”的一部分,正如手机CPU固然重要也需要其他软硬件的结合才能发挥极致。
在中国手机定位的市场上GPS占据了绝大部分,中国北斗的市场也开始逐渐扩大,而欧洲的伽利略几乎没有出现在中国市场(早年的摩擦),而在现有的中国市场上,中国北斗应相对于另两个更具优势:更了解中国本土情况以及技术上赶超GPS。
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