1 引言

    衛(wèi)星導航系統(tǒng)是重要的空間基礎設施，為人類帶來了巨大的社會和經濟效益，對民生和國防產生深遠的影響。發(fā)展衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經成為各國爭雄的焦點。中國發(fā)展北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞既滿足了本國經濟、軍事領域的需求，也為國際用戶提供了更多的選擇，在一定程度上起到了預防美國全球定位系統(tǒng)GPS﹝GlobalPositioning System﹞壟斷衛(wèi)星導航市場的作用。

2 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)概述

    北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，系統(tǒng)建設目標是建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，促進衛(wèi)星導航產業(yè)鏈形成，形成完善的國家衛(wèi)星導航應用產業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動衛(wèi)星導航在國民經濟社會各行業(yè)的廣泛應用。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成，空間端包括5 顆靜止軌道衛(wèi)星和30 顆非靜止軌道衛(wèi)星， 地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站，用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐洲GALILEO 等其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端組成。

3 GPS 衛(wèi)星導航系統(tǒng)概述

    全球定位系統(tǒng)GPS 是20 世紀70 年代由美國陸?？杖娐摵涎兄频目臻g衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成。系統(tǒng)由空間部分、地面控制系統(tǒng)、用戶設備三部分組成，GPS 的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成，地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(GroundAntenna)所組成, 用戶設備部分即GPS 信號接收機。

4 系統(tǒng)的性能比較

4.1 覆蓋范圍

    北斗導航系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域導航系統(tǒng)，覆蓋范圍東經約70°-140°，北緯5°-55°。GPS 是覆蓋全球的全天候導航系統(tǒng)，能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6-9 顆衛(wèi)星(實際上多能觀測到11 顆)。

4.2 衛(wèi)星數量和軌道特性

    北斗導航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設置2 顆地球同步衛(wèi)星， 衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6 個軌道平面上設置24 顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。GPS 導航衛(wèi)星軌道為準同步軌道，繞地球一周11 小時58 分。

4.3 定位原理

    北斗導航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導航，地面中心控制系統(tǒng)解算，提供用戶三維定位數據。GPS 是被動式偽碼單向測距三維導航， 由用戶設備獨立解算自己三維定位數據。北斗導航系統(tǒng)的這種工作原理帶來兩個方面的問題，一是用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性，這在軍事上相當不利，另一方面由于設備必須包含發(fā)射機， 因此在體積、重量上、價格和功耗方面處于不利的地位。

4.4 定位精度

    北斗導航系統(tǒng)目前三維定位精度約25m，授時精度約100ns，在我國境內部分主要地區(qū)可達到10 m。GPS 三維定位精度P 碼目前己由16m 提高到6m，C/A 碼目前己由25-100m 提高到12m，授時精度目前約20ns 。

4.5 用戶容量

    北斗導航系統(tǒng)由于是主動雙向測距的詢問--應答系統(tǒng)，用戶設備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號，還要求用戶設備向同步衛(wèi)星發(fā)射應答信號，系統(tǒng)的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率，因此用戶設備容量是有限的。GPS 是單向測距系統(tǒng)， 用戶設備只要接收導航衛(wèi)星發(fā)出的導航電文即可進行測距定位，因此GPS 的用戶設備容量是無限的。

4.6 主要區(qū)別

    北斗導航系統(tǒng)和GPS 的主要區(qū)別在于兩個方面，一方面是技術體制的區(qū)別，GPS 是一個接收型的定位系統(tǒng)，只轉播信號，用戶接收就可以做定位了，不受容量的限制。"北斗一號"是雙向 的，既有定位又有通信的系統(tǒng)， GPS 是美國軍方控制的軍民共用的系統(tǒng)，對世界開放。另一方面就是它的用途和特點是不一樣的，GPS 解決了一個在哪里的定位問題，北斗不僅僅解決了在 哪里，還解決你在這里他在哪里的問題，北斗的用戶終端實際上是具有收發(fā)功能的，北斗是一個具有定位和通信雙重功能的設備，用戶群上不一樣接收的場合也不一樣。北斗導航系統(tǒng)的潛 力所在，主要在定位通信綜合領域上，對這種綜合功能有需求的領域都會得到充分的應用，現在僅有定位需要的客戶，對北斗的需要不迫切。但是對于既需要位置又需要把位置傳遞出去的 用戶，北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)是非常有用的。

5 結束語