目前全球导航系统中,比较有名的就是美国的GPS,我们的智能手机基本都支持GPS定位系统、欧盟的伽利略导航系统、俄国的格诺拉丝导航系统、以及国内的北斗导航系统。

其中影响范围最广的GPS定位系统

GPS定位系统目前的技术标准为:水平误差3.48米左右,垂直误差在3.58米左右。在部分组件的加持下,GPS的定位精准度在厘米以内,目前自动驾驶系统,需要专业的GPS导航组件,来实现精准的定位。美国为了研发GPS,是上世纪70年代就开始动工,一直到上世纪90年代末才真正地实现全球覆盖,累计投资超过几百亿美元。采用21+3的卫星组合模式实现实时定位。

美国的GPS是免费的吗?

首先,使用GPS是免费的,为什么呢?难道美国不想收费吗?其实不是的,从技术层面来说,GPS的通信方式比较特殊,属于一种单向通信的模式,跟手机移动电话的通信方式是不同的。所以GPS要开放就不能说同一个区域部分人开放,部分人不开放。但是美国为什么还要开放GPS呢?其实我们要想使用GPS,就必须要有GPS芯片,这个时候芯片生产企业,就需要向美国支付相应的专利费。归根结底来说,想要使用美国的GPS,还是需要美国的GPS芯片支撑。

那么既然GPS是免费的,那么为什么我们还要耗资百亿研发北斗系统

上文提到的,GPS是美国研发的,但是你要知道,GPS定位系统的研发,可不是为了民用。而且芯片是统一由美国的标准制定。这个时候,一旦美国宣布,要停用哪颗卫星,或者屏蔽哪个区域的GPS是很简单的。要知道,现在的工业、手机、轮船、飞机、汽车等都离不开定位系统。所以我们才要研发属于自己的导航系统:北斗导航系统。

研发定位系统有两大难点:第一就是卫星的投放,第二就是芯片的研发。北斗导航系统规划的是55颗卫星,是美国卫星数量的2倍。随着北斗卫星的全部进入轨道,目前北斗导航系统的定位准确度,也到达了GPS的水平:厘米级的精准度。目前,在实际的卡车运行过程中,误差在3厘米左右。

北斗历经哪些过程

上世纪90年代,北斗开始启动,一直到到了6年后的2000年,北斗导航系统才发射了2颗卫星,开始能够起到定位作用,到了2003年第三颗导航卫星的发布,使得导航定位系统开始真正地进入使用阶段。从2004年开始,北斗导航开始部署系统建设,一直到2012年,这个过程中北斗一共发射了5+5+4的静止轨道+倾斜轨道+轴心轨道三网组合的北斗体系,部署完成之后,北斗导航系统开始支持无源定位。意味着北斗导航系统可以在小设备上使用。

北斗开始规划:定位、速度测试、水平和垂直定位、卫星通信等服务体系。到了2019年39颗卫星的组网,使得北斗系统开始全面向全球宣布:到了2020年6月下旬,北斗系统完成了55颗卫星的全面覆盖。值得一提的是,北斗系统另外一套技术领域也在同期不断的突破。

基于北斗卫星体系,还有一套:基本的导航服务、报文通信服务也就是通过卫星定位系统进行文字通信,另外还有多频模式,在兼容国际标准的情况下再制定上自己独有的频段标准,还有搜救以及超精准单点定位系统。这都需要大量的计算,而这些计算离不开芯片。在过去,导航系统的部分组件还是要依赖国外的芯片,而随着北斗体系的全部建立,目前整个北斗导航系统,已经实现了芯片全部国产化。没有任何国外芯片了。相信未来,会有更多的产业,完全脱离国外芯片的困扰。

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