“北斗”定位精度與GPS相當

在向某個特定用戶提供定位服務時，GPS使用4顆在軌衛星，而北斗實驗系統僅使用2顆、區域系統使用4顆，這是否意味著“北斗”正在向GPS的發展方向靠攏？

GPS采用無源定位方式，而北斗實驗系統采用有源定位方式、北斗區域系統采用有源、無源兩種定位方式，因此“北斗”具有有源和無源兩種定位方式，這反而是“北斗”的優勢所在。

GPS最初是利用核潛艇與其中4顆在軌衛星的相互位置關系，通過方程式解算出核潛艇位置，這是一種無源方式，即核潛艇不向衛星發射定位信息，只有衛星向核潛艇發送信息。然而，這種方式也有不足之處，即沒有利用地面測繪成果，需要衛星數也較多。

上世紀80年代，由于我國經濟實力較弱，無法像美俄一樣大量發射衛星。于是，我國軍事測繪專家推出“雙星定位”理論，即將大地測量成果與太空衛星定位相結合。這是一種有源定位方式（即用戶需向衛星發送定位申請信號），雖然僅僅使用兩顆在軌衛星，但定位精度也能滿足需求。如今，我國北斗區域系統增加了無源定位方式，用戶可以便捷地在兩種定位方式中自由轉換。

孫家棟表示，“北斗”衛星發射到不同的太空軌道，正是為了使覆蓋亞太地區的“北斗”衛星密度不小于GPS，而且今后達到全球覆蓋時將擁有30多顆在軌衛星，“北斗”的定位精度并不比GPS的低。

在實際應用中，GPS為特許民間用戶提供“精碼”服務，其單點定位精度為5—10米；對于非特許一般民間用戶，提供“粗碼”服務，其單點定位精度為20—40米。此前，由于美國僅向我國提供“粗碼”服務，無法滿足諸如精密測量等民用需求。于是，我國組織建設了衛星導航增強系統，迫使美國開放中國區域的GPS精碼服務，從而使GPS定位精度達到10米左右。目前，“北斗”定位精度已由此前的25米提高到北斗二號的10米。

有源定位和短信功能是“北斗”的獨特優勢

“北斗”擁有的其中一種定位方式——有源定位方式，往往被人詬病；而其獨有的短報文通信功能，也往往被人稱為無用的“雞肋”，事實是否如此？

“實際上，這正是‘北斗’的優勢所在，也體現了‘北斗’卓越的系統頂層設計和今后的擴展能力。”譚述森表示，GPS的無源定位方式只解決了“我在哪兒”的問題，而“北斗”的有源定位方式同時解決了“我在哪兒”和“你在哪兒”的問題，可以說“靠一個北斗用戶機就可以走遍天下”。

今年初，我國的一支地質勘探隊，在攜帶GPS用戶機進入無人區工作時失蹤；而在南海捕魚的幾千條漁船，由于裝備了北斗導航系統，沒有一艘船因為海上風暴而迷航，這就是定位方式差異導致的結果。

“為在城市高樓群或高山峽谷中的用戶提供定位服務，‘北斗’也比GPS強一些。因為在頭頂上的狹窄空域，前者比較容易同時找到兩顆在軌衛星，而后者很難在頭頂上同時找到4顆衛星。”譚述森說。

中國衛星導航定位應用管理中心主任楊寶峰介紹：北斗區域系統的建成和開通運行，標志著中國衛星導航事業的跨越式發展，也標志著“北斗”的應用將進入規模化、社會化階段。與GPS系統相比，“北斗”有著自身的特色和優勢，服務上與GPS基本相當，在功能上，北斗系統的位置報告、指令傳輸功能是GPS所沒有的。因此可以說，就國內應用而言，GPS能做到的，“北斗”都可以做，而且“北斗”所具有的特色優勢，一定會比GPS應用得更好、更廣。

如今，美國研發的第三代GPS以及歐盟、印度等國正在研發建設的新系統，都在考慮增加有源定位方式。“別人學‘北斗’，并不令人奇怪；今后中國人不用‘北斗’，這才是令人奇怪的事。”南方測繪集團技術管理中心技術總監李耀忠感慨地說，雖然“北斗”在地面站設備、用戶設備、衛星技術等方面與美國仍有差距，但在頂層設計和系統結構方面的優勢，能在相當程度上彌補我國在基礎工業方面的不足。（潘少軍 王耀華）