其时方位:主页 > GPS新闻

斗极和GPS之间存在的九大技能差异!

时刻:2020-04-30 15:26:05来历:互联网作者:admin 点击:
斗极卫星制作是我国战略作业重要的一环。当然,国防安满是制作斗极最重要的原因。在地理信息如此重要的战场,有必要握有自己的常识技能产权和产品。尽管

斗极和GPS之间存在的九大技能差异!


斗极卫星制作是我国战略作业重要的一环。当然,国防安满是制作斗极最重要的原因。在地理信息如此重要的战场,有必要握有自己的常识技能产权和产品。尽管GPS的民用在我国是免费的,可是假如战时美国封闭或许运用其“SA方针”对GPS“做手脚”,那么对届时依靠GPS的国家来说,无疑是丧命的。

斗极卫星起步在1992年,在2012年完结区域掩盖才干,可谓亚洲国家供给服务,现在也现已走出国门,遭到东南亚国家的欢迎。本文旨在从技能角度上细心比较斗极和GPS的差异。

1.三频信号

斗极运用的是三频信号,GPS运用的是双频信号,这是斗极的后发优势。尽管GPS从2010年5月28日发射了第一颗三频卫星,但比及GPS卫星悉数老化报废更换为三频卫星还好几年。这几年便是斗极的优势期。三频信号能够更好的消除高阶电离层推迟影响,前进定位牢靠性,增强数据预处理才干,大大前进含糊度的固定功率。并且假如一个频率信号呈现问题,可运用传统办法运用别的两个频率进行定位,前进了定位的牢靠性和抗搅扰才干。斗极是全球第一个供给三频信号服务的卫星导航体系。

2.有源定位及无源定位

有源定位便是接收机自己需求发射信息与卫星通讯,无源定位不需求。斗极一代的有源定位,有源定位技能只需两颗卫星就能够完结定位,但需求信息中心DEM(数字高程模型)数据库支撑并参加解算。它在斗极二代上被保存下来,但不作为首要的定位办法。而斗极二代运用的是无源定位,和GPS是相同的,不需求信息中心参加解算,有源定位则作为补偿功用。

这个功用的优点是当你观测的卫星质量很差,数量较少时(理论上,无源定位至少要4颗卫星才干解算 XYZ 和时刻四个不知道参数,实践需求的更多),依然能够定位。这个功用关于紧急状况会比较有用,比方在山沟中,观测条件十分差,能知道大约方位也是十分重要的。害处是在战役中会露出你的方位信息。

需求信息中心参加解算是因为"“资源有限”,比方,某斗极一代手持机,每 60秒能够定位一次,不能频频定位,以确保信息中心不能过载。可是斗极一代不能民用的首要原因却不是因为这个。

斗极一代称为斗极卫星试验体系(RDSS),斗极二代称为斗极卫星导航体系(RNSS),“一代,二代”是为便利称号。从姓名上就能够知道,斗极一代仅仅做个内部试验罢了,查验一下咱们的理论、技能是否可行,定位精度怎样,再进行后续改善,规划的初衷底子没方案民用啊。

3.短报文通讯服务

这个是我国卫星导航的原创功用,并且十分有用。08年汶川地震的时分,震区仅有的通讯办法便是斗极一代。这一特征功用毫不意外在二代中保存下来。可是这个功用也是有容量约束的,所以并不适宜作为日常通讯功用,而是作为紧急状况通讯比较适宜。依据这个功用,斗极还有一个优点是,不光能知道我在哪,还能让他人知道你在哪。这个功用有利于求救。

4 境内监控

卫星定位体系一般由三部分组成:空间星座部分,地上监控部分和用户接收机部分。其间,地上地上监控部分又由三大部分组成:监控站,主控站,注入站。

GPS体系在全球建 5个监控站,1个主控站和3个注入站以确保卫星运转,这些站都设在美国国土上,并且在全球散布很均匀。包含美洲大陆的美国本乡,太平洋的关岛和夏威夷、印度洋的迭哥枷西亚以及大西洋的阿森松群岛。我国无法把监控站建到全球,所以我国在规划斗极体系时有必要考虑到,地上监控部分只建在我国境内,就能够确保整个别系的正常运转。在境外建站也不是不能够,仅仅就算建了,也只起到前进精度的效果,必定不能作为操控功用。这原本是斗极的下风,境内监控是被逼出来的,没有其他选项,但现在成了斗极的安全优势,不必受制于其他国家。

现在我国境外的首个陆地遥感卫星数据接收站 “北极站 ”,将于今年在瑞典开工制作,估计两年建成。我国将在南美洲的阿根廷制作首个境外卫星盯梢站。从南美到北极,我国卫星工业敞开全球化方式。

5.分步注册

GPS有必要整个别系建成后才干运用。现在斗极的14颗在轨卫星运用了5颗地球停止轨迹(GEO)卫星,5颗歪斜地球同步轨迹(IGSO)卫星,4颗中高度圆轨迹(MEO)卫星。斗极的星座方案来之不易,许院士说其时有几个方案参加竞赛,光是方案的修正证明就持续了整整三年,最终确认的这个方案不敢说没有缺点,但必定是一切方案里最好的一个。言归正传,斗极卫星导航体系在这个立异的空间星座支撑下,仅仅发射了16颗卫星,就于2012年12月27日在亚太区域正式注册运转。这有利于加速斗极的商用进程,有利于对后续的体系做进一步改善,有利于加速斗极工业链的老练。究竟斗极的最大商场必定是我国嘛,先让斗极体系在亚太区域开展几年,让芯片老练几年,想推行到全球的时分也会相对简单。并且亚太区域的卫星运用功率必定也更高,更值得优先出资。

6.部分加强,逐渐老练

理论上 GPS在全球的定位精度是适当的。斗极体系针对我国及其周边区域是特别加强过的,在国内卫星的几许条件比较好。单点定位的精度取决于两个方面:一是观丈量精度,二是所观测卫星的空间几许散布。导航顶用精度衰减因子 DOP 来表明卫星空间图形的奉献,包含:空间精度衰减因子GDOP 、方位精度衰减因子PDOP、时刻精度衰减因子TDOP、平面精度衰减因子HDOP、笔直精度衰减因子VDOP、相对定位几许精度衰减因子RDOP。跟着斗极全球体系逐渐老练,DOP 越来越小,它在我国及周边区域的定位精度超越GPS也仅仅时刻问题。“逐渐老练 ” 并不是一个遁词,而是技能、理论上的前进。

(1)卫星数量添加。

GPS规划运用21+3颗卫星,即21颗作业卫星,3颗备用卫星。现在GPS实践现已运用了32颗卫星,卫星数量越多,就会得到越多的冗余数据,数据就越牢靠,DOP值越小。斗极现在只要16颗,等斗极卫星的数量越来越多,也会得到更多观测数据,精度前进是必定的了。现在斗极芯片一般会支撑 GPS,或许存在以下原因,第一是补偿斗极体系的精度,第二是为了开拓商场(刚开端只支撑斗极没人用啊)。这样的话芯片更杂乱,功耗更高,开发难度更大。但也不能说满是害处,现在兼容不同体系也是职业开展的趋势,GLONASS芯片一般也要兼容GPS,斗极芯片也有支撑GLONASS乃至三个别系的。兼容体系,数据冗余更多了,精度更高,DOP小,这项功用做好了也会成为我国芯片厂商的优势。

补偿一下,现在魅族MX4,MX4pro,小米4,华为G7,三星S5,NOTE4现在均已支撑 GPS、GLONASS、斗极。能够看到,兼容三大导航体系现已是大势所趋,信任在不久的将来,兼容斗极的终端将会越来越多。

(2)改正模型优化。

与信号传达途径有关的差错有:对流层折射差错,电离层折射差错推迟差错,多途径效应,地球自转效应差错。这些差错是没办法彻底消除的,只能不断减小。用于改善电离层折射差错推迟差错的Klobuchar模型便是依据长时刻气象观测数据,结构出电离层折射随时刻改变的经历公式。说白了便是猜出来的,不过是有水平,有数据支撑,聪明的猜,才出来后进行试验验证,好用就藏着,不好用就持续改。全球不同区域的电离层对流层都是不同的,这些公式是依据国外的观测数据结构的,用在我国天然会差一些,咱们需求给斗极更多的时刻累计观测数据,等候开发或优化更多的适宜我国区域的改正模型。

(3)卫星轨迹精度前进。

卫星的实践运转轨迹必定与规划轨迹有必定的间隔。伪距定位的原理是:选用间隔后方交会的办法确认接收机天线的三维坐标。只要卫星轨迹精度前进了定位精度才会高。卫星的轨迹是经过监控站的观测数据拟合出来的,观测时刻越久,累积的数据越多,拟合的轨迹越准确。斗极短少国外的观测数据,所以轨迹精度在亚太区域较高,在国外的轨迹精度会比较差。补偿这个缺点也需求给斗极时刻。再提一下地球停止轨迹(GEO)卫星。GEO卫星相对地球做不到完彻底全的停止,会有必定的漂移。而地球同步轨迹只要一个,资源十分稀缺,国际上把这个轨迹区分成了一小段一小段的圆弧,卫星只能在分配的范围内移动,不然或许与其他卫星相撞,所以每隔一段时刻就需求调整GEO卫星方位。现在调整斗极选用的是脉冲式,只能按整次数来调整卫星的方位,不能是零点几回,所以或许呈现多一次嫌多,少一次缺乏的状况。在后续发射的GEO卫星,调整卫星会改用接连式,想喷多少就喷多少,增强卫星操控才干与精度。一旦进行调整,之前的观测数据就会报废,需求从头累积数据。在调整卫星期间,那颗卫星处于失效状况,因为咱们不知道它的详细方位,需求几天时刻来从头定轨。但好在GEO卫星数量比较少(5颗),定轨比其他两种卫星简单一些,速度也比较快一些。其他两种卫星不存在这种状况,观测时刻久了,拟合的轨迹精度天然就前进了,直到它耗尽停止。

7.定位精度

斗极体系定位精度由水平25m、高程30m,前进至现在水平10m、高程10m,测速精度由每秒 0.4米,前进至0.2m,受时精度优于20ns,现在在我国及周边区域,斗极体系服务功能与GPS适当。 许院士讲座时说,他们的实测精度(按中差错算)能够到达水平 4—5m,高程 5-6m的精度水平。许院士表明,斗极在刚投入运用就能到达如此精度,这连他们规划斗极体系的时分都没想到,现已十分满意了,并且斗极还有很大前进空间,精度还能进一步前进。

上述10m的精度,很多人认为应该是对亚太区域的均匀精度。需求留意的是,斗极的平面精度与高程精度是根本适当的,而GPS体系的水平精度的确不错,可是它的高程精度是软肋,比水平精度差得比较多,一般1.5倍到2倍。

GPS定位精度能够到达mm级,这是能完结的,可是不能脱离约束条件而谈。卫星定位办法有很多种方式,假如按用户卫星丈量设备在作业中的状况,可分为静态定位与动态定位,若按参阅点的方位不同,可分为必定定位和相对定位。差分技能是依据同步同轨性原理,运用已知点的基准站,计算出改正信息,再发送给流动站,从而改正流动站的瞬时方位。这是针对动态丈量的技能,把定位精度由10-40m 前进到小于3m。精度到达mm级应该是静态的长时刻的优质观测条件下的必定定位。详细解释一下,静态,便是要专门建一个房子,专门建一个固定观测墩,这时三脚架精度现已不可,并且还简单被移动。长时刻,便是24小时,365天不间断观测,这就必定要确保有电源,并且要求还很高,不能断电,备用电源神马的必定要有。优质观测条件,便是要没有电磁搅扰,没有高达修建遮挡,人不能随意接近GPS天线,邻近不能有安静水面(会有多途径效应),没有大的山坡。不可或缺的是一台高精度,高稳定性,高品质的 GPS 接收机及其他隶属设备(保存、处理数据等功用)。要满意这些条件只能远离城市,在有必定条件的乡村,建一个永久的高精度观测站。不是马马虎虎就能满意这样严苛条件的,制作和运转本钱都十分高。斗极要这么观测,精度必定也不是10m了,不要随意道听途说了一个数据就说比斗极强,请阐明观测条件。特别阐明一下,GPS体系运用的是WGS-84坐标系,斗极运用的是CGCS2000坐标系,所以二者的数值不能直接进行比较,需求进行坐标转化,而坐标转化一般会带来精度上的丢失。精度是能够在各自坐标系下直接比较的,不必进行坐标转化。

8.促进整个制造业的晋级

(1)GPS的芯片那么好用,莫非咱们斗极体系的芯片不好用就不去尽力前进了吗?答案必定是否定。

建成斗极体系,我国芯片厂商春天到了!尽管现在存在着间隔,可是我国的芯片厂商总算能够有时机和国外的芯片厂商在斗极芯片上一较高低,这是彻底有或许的。反倒是让国内的芯片厂商出产 GPS 的芯片和国外厂商竞赛,那才叫简直不或许。这就叫打破GPS的独占方位。专家猜测,到2020年,仅斗极卫星导航商场将到达年产值4000亿元人民币,年复合增长率到达 40% 以上。

斗极很挣钱,国家给你发明时机了,这个钱要怎样拿,就看各自的本事了。看看全国遍地开花的斗极工业园就知道时机多可贵。整个别系国家只担任空间星座和地上监控部分,这两部分耗资巨大,技能要求高,且具有仅有性,体系功能指标首要取决于这两部分。用户承受设备部分则首要交给商场完结,这部分决议了导航体系的易用性,生态链的生机等,但这部分是人人都能够参加的,代替性十分强。不能前进本身竞赛力的产品毕竟会被替换下场。

(2)斗极体系的精度不可高很大一部分的原因是我国的原子钟不可。

卫星导定位中,时刻体系有着极其重要的含义,在由盯梢站对卫星进行定轨时,要求卫星方位的差错小于1cm时,相应的时刻差错应小于2.6μs(1微秒=10-6秒);假如要求丈量的间隔差错小于1cm时,则信号传达时刻的测定差错应小于 0.03ns(1纳秒=10-9秒)。我国的原子钟相对国外产品,体积大、质量重、精度还差了一个量级,这种高精尖的技能国外是对我国禁运的,咱们只能靠自己。为什么不可?因为有一段时刻原子钟是能够从国外买的,相比起自己研制本钱还不高,质量很好,国内直接抛弃研制原子钟了。等我国说要建导航体系,国外马上对我国施行禁运,我国这个时分才赶忙又开端原子钟的研制作业,暂停研制这几年对我国的原子钟开展多惋惜,原本技能尽管不算先进,但也牵强跟上国际潮流,现在却拉下一大截,假如我国一向坚持自己研制原子钟,现在的斗极体系精度更高。要不是斗极体系,我国的原子钟技能更是悲惨剧了。

9.制作速度快

欧洲早在1999年2月10日就提出制作GALILEO体系,在2005年发射了第一颗试验卫星,2008年4月27日,发射第二颗试验卫星,进展比开端的方案推迟了整整五年,2012年10月发射第3第4颗卫星。这四颗卫星组成网络,开端发挥地上准确认位的功用。

斗极的第一颗卫星在2007年4月14日发射升空,2012年10月25日第16颗斗极卫星发射,这是斗极区域网最终一颗卫星,斗极导航工程区域组网顺利完结, 2013年12月27日正式发布了《斗极体系揭露服务功能标准(1.0版)》和《斗极体系空间信号接口操控文件(2.0版)》两个别系文件,这是斗极正式商用的标志,一切的厂商都能够依据这两个文件来开发自己的产品。

斗极与GALILEO在运用频率上是有竞赛联络的(有堆叠),依据“谁先运用谁先得”的国际法准则,我国在 2009 年发射三颗" 斗极 " 二代卫星,正式启用该频率,而欧盟连预订的三颗试验卫星都没有射齐。败下阵来,失掉对频率的一切权。

上文列举了斗极9点优势,当然也没有逃避斗极的问题。除了国外监控站很少,优势与下风并存的GEO卫星等,上面没说到的有:

(1)卫星质量不高,寿数比较短。

GPS 卫星的寿数一般在8年,斗极卫星的寿数在5年左右,已发射的16颗卫星中,已有2颗老旧卫星失效。替换卫星的作业都是国家完结的,彻底不影响用户运用。其时,这个问题根本解决了,新卫星寿数现已延长了。

(2)芯片价格较高。

这是因为芯片的出产特色决议的,芯片在研制阶段投入十分大,一旦研制成功,后续的出产本钱就比较低了。斗极刚投入运用,用户还比较少,所以价格高,比及大规模出产的时分,本钱就被摊薄。

2014年11月17日至21日,国际海事安排(IMO)海上安全委员会第94次会议在英国伦敦举行,审议经过了对斗极卫星导航体系认可的飞行安全通函,标志着斗极卫星导航体系正式成为全球无线电导航体系的组成部分,取得面向海事使用的国际合法方位。斗极卫星导航体系成为继全球定位体系(GPS)、格洛纳斯卫星导航体系(GLONASS)后的第三个全球卫星导航体系,服务国际帆海用户。这必将带动斗极卫星导航体系在帆海范畴的国际化、工业化。取得 IMO 认可后,我国将持续全面推动国际电工委员会、国际航标安排、国际海事无线电技能委员会、国际电信联盟等国际技能安排的标准、标准、攻略文件的拟定和修订,以完结斗极体系进一步在国际海事范畴的全方位使用。


[ 内容来历于互联网,如有侵权请联络本站。]

------分隔线----------------------------
引荐内容