定量軌道
北鬥導航系統是在地球赤道面上設置兩顆地球同步衛星,衛星的赤道角距約為60°。GPS將在六個軌道平面上設置24顆衛星,赤道傾角為55°,赤道角距為60°。GPS導航衛星軌道為準同步軌道,繞地球壹周11小時58分。
定位原理
北鬥導航系統是主動雙向測距二維導航,地面中心控制系統為用戶解決三維定位數據。GPS是被動偽碼單向測距三維導航,用戶設備自主計算自身三維定位數據。“北鬥壹號”的這種工作原理帶來了兩個問題。壹種是用戶在定位的同時失去無線電隱蔽性,這在軍事上是相當不利的。另壹方面,因為設備必須包括發射機,所以在體積、重量、價格和功耗方面處於劣勢。
定位精度
北鬥導航系統的三維定位精度約為幾十米,授時精度約為100ns。GPS三維定位精度由16m提高到6m,C/A碼由25-100m提高到12m,授時精度約20ns。
用戶容量
北鬥導航系統是壹種主動雙向測距的詢問-應答系統。用戶設備和地球同步衛星不僅接收地面中心控制系統的詢問信號,還要求用戶設備向地球同步衛星發送應答信號。這樣,系統的用戶容量取決於用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此,北鬥導航系統的用戶設備容量是有限的。GPS是單向測距系統,用戶設備只要收到導航衛星發來的導航電文就可以進行測距定位,所以GPS用戶設備的容量是無限的。
生存能力
“北鬥壹號”基於中央控制系統和衛星的工作,但“北鬥壹號”顯然對中央控制系統的依賴程度要高得多,因為定位解算是在那裏完成的,而不是由用戶設備完成的。為了彌補這個系統的脆弱性,GPS正在發展星際橫向數據鏈技術,即使主控站被摧毀,GPS衛星也能獨立運行。至於北鬥壹號系統,壹旦中央控制系統損壞,系統就無法工作。
實時效果
用戶對北鬥壹號的定位申請要發回給中控系統,中控系統會計算出用戶的三維位置數據,然後發回給用戶。其間要經過地球靜止衛星的往返,加上衛星轉發,中央控制系統的處理會有更長的時延,所以對於高速運動的物體,定位誤差會加大。此外,北鬥壹號衛星導航系統也有自己的壹些特點,其短信通信功能是GPS所不具備的。
終端匹配
201165438年2月27日,國家正式宣布北鬥衛星導航系統試運行,這標誌著我國自主衛星導航事業發展進入新的發展階段。其中,衛星導航專用ASIC硬件與國產應用處理器的結合成為北鬥衛星導航芯片的壹大突破。該處理器由國內本土IC設計公司研發,具有完全自主知識產權,並已大規模應用,打破了國外處理器在電子終端產品行業廣泛應用的局面。
衛星導航終端使用的導航基帶和射頻芯片是技術含量和附加值最高的環節,直接影響整個行業的發展。在導航基帶中,壹般是通過導航ASIC硬件電路和應用處理器相結合來實現的。之前的應用處理器大多使用國外公司的ARM處理器芯片內核,需要支付國外的ip核授權費。同時,技術也受制於人,無法完全解決工業安全和保密安全問題。
通過設立重大專項應用推廣和產業化項目,實現了北鬥多模導航基帶和射頻芯片的國產化,中國人自己的應用處理器也在北鬥多模導航芯片中得到大規模應用。
目前,在BD/GPS多模基帶芯片解決方案中,衛星導航ASIC硬件結合國產應用處理器,打造了真正的“中國芯”。應用處理器是我國完全自主研發的CPU/DSP核心,包括指令集、編譯器等軟件工具鏈和所有關鍵技術,全部擁有我國100%自主知識產權。它擁有全球領先的多線程處理器架構,可以* * *享受大量硬件資源,在提供可觀多核處理器處理能力的同時節省芯片成本。
基於國產處理器衛星導航芯片方案的模塊是目前世界上最小的BD/GPS雙模模塊,具有定位精度高、啟動時間快、功耗低的特點。
渠道糾紛
中歐衛星定位系統通道之爭,源於2002年歐盟決定使用伽利略定位系統,以打破全球定位系統(GPS)在民用導航領域的壟斷,並邀請中國明年加入伽利略計劃,使中國成為首個非歐盟參與國。根據中歐合作協議,中國承諾投入2.3億歐元巨資。然而,2005年,據中國新聞社報道,德國總理安格拉·默克爾和法國總統薩科齊等親美政治家上臺,美國同意支持伽利略在技術上的發展。然後歐盟排擠中國,投入巨額資金,中國無法進入伽利略計劃的決策機構,在技術合作和發展上也被歐洲航天局刻意封殺。
中國開始將目光投向沈寂了幾年的北鬥衛星導航定位系統。中國在2006年6月宣布將發展自己的全球衛星導航定位系統。2007年底,覆蓋全球的北鬥二號系統計劃浮出水面。但直到2008年,歐盟才發射了伽利略系統的第二顆實驗衛星,比原計劃晚了5年。
此外,北鬥衛星導航定位系統在技術上比伽利略更先進,定位精度甚至達到0.5米。但由於北鬥衛星導航定位系統的頻道與伽利略計劃重疊,歐盟官員提出抗議。根據國際電信聯盟的壹般程序,中國已通知該組織將使用的衛星發射頻率,這正是伽利略系統準備用於公共管理服務的頻率。中國航空技術專家指出,根據國際法中“先用先贏”的原則,中國和歐盟成為該頻率的競爭對手。
中國將在2009年發射三顆北鬥二代衛星,正式開放頻率。然而,歐盟沒能將預定的三顆實驗衛星全部發射出去,註定在競爭中失敗,從而失去了頻率的所有權。