身负两大“绝活”的中国北斗，能超越美国GPS吗（下）
发布时间：2017-10-18
原标题：身负两大“绝活”的中国北斗能超越美国GPS吗？ 来源：瞭望智库
3、中国北斗有两大“绝活”
评价导航系统的主要指标主要有四项：
军用价值。导航系统最主要的目的是服务于军事（美国GPS、我国北斗、俄罗斯格洛纳斯均隶属于军方）。
民用价值。民用是可以赚钱的，因此赚钱和商业化能力也是个极其重要的指标。
实用性。全球性的一定比区域的好，1厘米精度的肯定比1米的好，能1分钟定位的肯定比1小时的好，独立的肯定比依赖其他卫星系统的好。
稳定性。几个系统处于竞争状态，所以需要保持现有状态稳定，频繁发射卫星补充（毕竟都是几十个大卫星的卫星星座），而且由于竞争和需求必须更新换代。
按照这四个指标来看，美国的GPS导航系统仍然独占鳌头——GPS是已经发展了30多年的成熟系统，早就实现了全球覆盖，卫星补充稳定，长期维持在32颗，并已经更新到第三代。
GPS系统星座动态图
最重要的是，GPS几乎垄断了全世界民用导航市场，其商业价值远远超过军方投资。后来者很难与其争锋。
我国的北斗卫星导航系统紧随其后。
我国北斗星座
北斗有两大“绝活”：
一是最复杂的星座系统。
不同于世界其他任何一个系统，北斗是唯一一个使用了地球静止轨道（36000公里高）、地球倾斜同步轨道（36000公里高）和中轨轨道（20000+公里高）的卫星导航系统。GPS、格洛纳斯、伽利略都是仅使用中轨轨道。
北斗使用了更加高轨的静止和倾斜同步轨道，卫星轨道运转周期为24小时，其信号会长期覆盖指定区域，且卫星之间形成的数据通信链路也能校正误差、进一步提高精度。
我国重点覆盖的区域是亚太地区及“一带一路”地区，系统建成后，这些地区均将获得优于GPS系统的精准定位。
二是短报文系统。
其他所有定位系统只接收太空信号，不与通信卫星进行任何交流。而北斗的接收机可以和卫星进行交流，最典型的应用是可以发布140个字的短报文，就像现在人们平时用的“短信”，既能够定位，又能显示发布者的位置。
在海洋、沙漠和野外等没有网络的地方，安装北斗系统终端的用可以定位自己的位置，并能够向外界发布文字信息。该技术将被用于紧急救援、野外作业、海上作业系统。
更重要的是，北斗的短报文功能可以实现双向通信，提供的指挥端机可进行一点对多点的广播传输，为各种平台应用提供了极大便利，在国防、民生和应急救援等领域具有很强的应用价值。
特别是在灾区，在通讯、电力中断或移动通信无法覆盖北斗终端的情况下，可以使用短报文进行通信。
2008年汶川地震时，进入重灾区的救援部队利用120字的短报文突破通信盲点、与外界取得联系，及时向指挥部汇报了灾情。
而且，这个功能不但实用，而且成本很低，目前我国民用短报文大概几毛钱一条。
由上可知，无论是军用还是民用，北斗对我国意义重大，称其为“国之重器”丝毫不为过。在技术上，它完全可以与新一代GPS媲美，之前有媒体报道过某博士破解了北斗信息，完全是谣言，因为“破解”的是民码，而民码本来就是要公开的（全世界各个系统都是如此）。
只是相比GPS，在商业化方面，北斗暂时很难从每年千亿美元级别的GPS市场那里“分一杯羹”。而且，北斗系统尚未完全建成，竞争力较为有限。
不过，2020年前后，北斗三期完全建成，巨大的国内市场和“一带一路”国家的需求足以支撑北斗成长为世界第二大系统。在未来，北斗还有很大上升空间。
4、俄欧印日的导航系统怎么样？
目前，世界上有四大全球导航系统、两个区域性导航系统。除中美外，俄罗斯、欧盟、日本也在搞导航系统，它们水平怎么样呢？
俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）系统
该系统自苏联时期开始建设，是唯一一个频分多址的系统（不同于其他系统的码分多址）。
这两个的区别可以用一个例子形容：在一条狭窄的道路上（国际上频段资源非常有限），在运货（导航信息）的过程中，你可以选择用很多小车（多个频率，俄罗斯方案），也可以选择用2辆（老版本GPS两个频率）大车，或3辆大车（伽利略、新GPS、北斗三个频率）运输，各有利弊。
格洛纳斯GLONASS系统目前的星座
因为小车运输，格洛纳斯安全系数高，在抗干扰和欺骗等方面很强，同时兼容性较差、维护成本很高。
独特的轨道设计使其在高纬度地区拥有很高的应用价值（毕竟考虑俄罗斯地理位置），但是，高纬度地区人口太少，再加上俄罗斯一直以来跟欧美矛盾重重，格洛纳斯很难扩大用户，几乎不具备商业化潜力。
苏联解体后，格洛纳斯陷入绝境。普京的强力支持让这个系统起死回生，但也仅让其维持在理论上最少的24颗卫星。目前，格洛纳斯系统是俄罗斯政府最大花费的单个项目，随着俄罗斯经济衰落，前景很不乐观。
欧洲的伽利略（Galileo）系统
它曾经是北斗的“老师”，起步就三频信号，只是被拖延了10年后才重新开始发射卫星，错失了许多良机。现在，该系统有了18颗卫星，要陆续补到30颗才能覆盖全球。
一直以来，欧洲在军事上依赖于美国，而且苏联解体后，欧洲没有了大规模正规军入侵的威胁。所以伽利略系统在起步阶段就定位为“民用”系统。欧洲真正看重的，是以定位导航为核心的巨大市场——在当时，全球的卫星导航所涉及、产生的经济利润，基本上全都被美国赚取了。
但是，它的商业化道路走得并不轻松。
“伽利略”计划的推出，刺激了美国和俄罗斯加快技术更新，新一代GPS和新一代“格洛纳斯”的定位精度等技术指标很快反超“伽利略”，“伽利略”逐渐丧失了技术相对领先的优势。
而中国北斗二号的横空出世，不仅使欧洲“伽利略”系统准备与美国GPS一争高下的愿望大打折扣，也冲淡了“伽利略”未来的市场前景。这已经跟它当初的目标相差太多。
伽利略系统星座
印度区域导航系统IRNSS
印度的区域导航系统仅能覆盖印度及其附近
以前，印度有一个依赖于GPS的区域增强系统，上文提过，在印巴冲突期间，美国关掉了交战双方的GPS服务。印度后来自力更生，建成了一个独立的区域增强系统IRNSS。覆盖范围仅限印度这一片，而且，最近几颗卫星上的原子钟接连出现故障，如果不快速发射卫星进行补充，很可能会导致任务失效。
日本的准天顶系统QZSS
日本的准天顶系统，是目前世界上最小的导航系统
这是一个依赖于GPS服务、加强GPS系统在日本地区应用的系统，发的信号都和GPS一样。如果美国GPS关掉信号不让它用，它就真不能用了。现在仅有3颗卫星为它服务。
从全球六大卫星导航系统来看，我国的北斗在技术方面不亚于美国GPS。虽然GPS很早便进入了市场、实现了垄断，北斗的商业化推广极难进行（没有民用的盈利，光靠国家投资不是长久之计），但我们还是要一步一步地走下去。