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美第3代GPS比中国北斗有3大优势 定位精度领先10倍


  《职业经理人周刊》   猎头班长v微博   微信:AirPnP   2019/9/27
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12月24日,美国SpaceX公司的猎鹰9号火箭,将美军战略价值极高的第一枚GPS III导航卫星,送入了轨道。这是美军第三代GPS体系中,第一枚进入轨道的导航卫星。

那么,与中国北斗二号卫星相比,GPS III到底有什么优势呢?中国的北斗导航技术,又应?#27604;?#20309;追赶?

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GPS III卫星

GPS III卫星

准确的说,今天(24日)发射的是美国GPS block IIIA卫星,但因为目前也只有一枚GPS III升空,“A”字暂时可以忽略。GPS III卫星是美国空军交由世界头号军火商——洛克希德 · 马丁公司设计制造的全新一代GPS卫星,单价高达5亿美元。它与目前的北斗二号卫星相比,具有3个优势:

一、定位精度进一步提高

GPS III卫星配备了最新、精度最高的导航信号发送组件,通过与最新改进的用户设备结?#24076;珿PS III将把GPS II时代的定位精度(3米)改善至1米。而且,非常重要的是上述精度数据,指的是GPS民用导航精度。在实现1米“民用精度”后,GPS III将令民用领域卫星导航定位的运用场景获得焕然一新的突破。

GPS III卫星

GPS III卫星

显然,美国军用的GPS III精度会更高一些,这是GPS体系中的技术基础与人为干预策略所决定的,这将令美军武器与平台的定位精度进一步显著改善,特别是在时间敏?#34892;?#39640;、射程?#19969;?#39134;行时间长、攻击深入加固结构强度的目标等作战场合中,进一步提高定位精度的意义非比寻常。

而目前正在建设、预计2020年左右完成的北斗二代系?#24120;?#22312;完成27颗中轨道卫星、5颗同步卫星、3颗倾斜同步卫星的布局后,通过类似于GPS的4星同时定位授时原理,民用免费定位精度误差约为10米,测速误差低于0.2米,授时精度低于50纳秒。可见,北斗二代系统基本能够与GPS II媲美,但与美国最新的GPS III相比确实有一定差距。

?#36865;猓珿PS III通过实现播放L1C民用信号的能力,增大了与民用领域的各国卫星通用、互助的能力(例如欧洲伽利略卫星定位系?#24120;?#20351;?#26522;?#36798;90颗定位卫星可以协调工作、提供服务,有助于提高精度。

二、发射功率更高,抗干扰能力更强

GPS III导航卫星使用了更新的大功率发送组件,令其信号功率更出色,一定程度上也简化了新一代接收设备的技术要求。

GPS III的抗干扰能力,?#23548;?#19978;达到了“攻守一体”的高度。作为美国空军的战略级项目,GPS III导航卫星优先考虑军事用途,它围绕着美军“新世纪导航战”的思想,采用了综合性、整体化的抗干扰设计,能挫败近年出现的一些GPS干扰手段。厂商方面?#30772;?#25239;干扰能力是GPS II卫星的8倍。

在“进攻”策略方面,GPS III卫星实现了依据作战需要,灵活切断特定地理区域导航信号的能力,可以有效的阻碍使用GPS民用信号、及相关差分技术进行导航的敌方作战平台与武器。

在上述领域,北斗二代卫星已经有了长足的进展,但仍需要一?#38382;?#38388;研发、部署能够与GPS III媲美的高抗干扰能力新型卫星。

GPS III卫星

GPS III卫星

三、GPS III卫星增加了数据上行能力

这一技术?#23616;?#19978;与最初的北斗一号卫星有相似之处,即新的用户终端,可以通过双向数据传输手段,将短信或者较小的数据包发给GPS III导航卫星,进而进行处理分析或分发,不仅能完成有限的数据通信功能,还实?#25351;?#26377;效的快速定位导航。

?#36865;猓?#32654;国GPS III导航卫星,与过去的两代GPS卫星一样,只是庞大的以美国地球物理数据为基础的导航体系中的卫星部分。在?#23548;?#36816;用中,不同位置、不同时刻地球引力、太阳对大气电离层干扰、卫星自身运动状态细节等等因素?#32423;?#26368;终的定位精度产生极大的影响。这要求依靠深入的地球物理数据积累,以及高度发达的计算处理、通信能力来实现指挥控制,否则北斗也好、GPS也好,都将无法克服各种误差带来的技术困?#36873;?#22240;此,卫星本身只是整个体系中的一个?#26041;?#32780;?#36873;?#20174;这一角度来说,中国北斗体系还需要在体系高度更加深入、全面的建设与发展,追赶美国在相关领域在超前几十年的发展历程中获得的领先地位。

除了在军事上的巨大战略、战术意义外,GPS III导航卫星获得的全新高精度定位信息,也有着很高的商业利润潜力。对于许多民间用户来说,?#26007;?#33719;得高精度有着巨大的回报,因此愿意支付昂贵的?#24310;?#33719;取其服务,这也是未来北斗卫星定位导航服务值得关注的发展方向。

同?#20445;?#31532;一枚GPS III导航卫星的发射,竟然是由?#25509;?#30340;SpaceX公司的猎鹰9号火箭,从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场实施完成的。这是SpaceX公司第一次完成美国国家安全级别的发射任务。将具有战略意义的这一卫星发射业务交给?#25509;?#20844;司,说明了美国空军在太空发射任务方面的一大转变。

GPS III卫星虽然价值极高,但在美国军费紧缩的今天,它也遭遇了不少的困?#36873;J导?#19978;该卫星的发射已经延误了4年,目前还有总价值至少为126亿美元的23颗新型卫星需要进行制造或者发射。第二颗GPS III卫星,将于2019年升空。

最终,GPS三代星将达到32枚,实现全面替代目前我们广大用户正在使用的GPS二代卫星。届?#20445;?#20013;国北斗卫星定位导航体系也已经进入第三代,双方的竞争将进入全新的阶段。(作者署名:空军世界)

(来源:新?#21496;?#20107;)


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