更先进的第三代GPS卫星,北斗系统需要害怕吗?

lvxiafu

2020年6月30日，GPSIII第三颗卫星成功发射，预计可在2020年8月开始投入使用。

新的GPSIII卫星被认为是美国推进其在定位、导航和授时领域的黄金标准的重大举措。

作为美国空军第三代GPS卫星，它是针对美国和盟军的全新需求设计而开发的，其精度较之前的二代卫星提高了三倍，抗干扰能力提高了八倍，它可以依据需要，迅速关闭特定地理位置的导航信号发送。而GPS一代星不能关闭特定地区的导航信号，二代星要关闭特定地区的导航信号也极为繁琐。



最新一代的GPSIII卫星具有15年的设计寿命，比在轨的上一代GPS卫星长25％。GPS III为用户带来了新功能，例如新的L1C民用信号，这为将来与国际卫星导航系统的互操作打开了窗口。这也意味着在GPSIII发射的同时，将制定一个新的用户端接收机标准，新的接收机使用者将可通过欧洲的“伽利略”卫星定位系统及其它系统进行定位。这种设计将令民用定位卫星增至最多90个，与美国GPS现有的30个相比，精准度得到提高。

在军用方面，GPSIII SV03将增加另一颗具有军用码（M码）的卫星。M-Code将为军队提供更精准更加安全的军事信号，并具有改进的抗干扰和防欺骗能力。完整的M码功能已设置为可与GPS OCX Block 2地面部分一起部署。

从升级的第三代GPS卫星可以看出，未来这第三代的全球卫星导航系统将在导航领域的博弈中有着非凡的实力。预计在2034年，第三代全球卫星导航系统组网“星座”部署完毕这个节点后，将会在高效导航、精确定位、快速通信和精准授时领域发挥重要作用。



那么，对比第三代的GPS卫星，北斗三号系统需要害怕吗？

抛开军用的层面，导航系统在民用方面的博弈主要围绕兼容性以及市场化。

兼容性

在GNSS四大全球系统行将全面提供服务的2020年，多星座多频率功能发挥的最佳集中点、价值增长点、竞争优势点，是在兼容互操作及其新信号机制体制。

相比GPS、格洛纳斯以及伽利略系统，我国的北斗三号系统在新信号体制机制和GNSS兼容互操作方面，由于其快速部署和全星座运作，我们用B1C和B2b及其上的新信号，在各大系统中有着明显的优势。

具体来讲，北斗系统的兼容是指两个或多个卫星导航系统共同工作时，不会对单个系统服务产生不可接受的干扰；从技术层面上讲，主要是在频段选择、信号调制方式以及信号功率设计等方面不会对其他系统产生不可接受的干扰。



兼容的更高层级是互操作。

从服务的角度讲，指的是同时使用多个卫星导航系统时，比使用单一系统能够得到更好的性能； 从技术层面上，互操作包括空间信号互操作、星座互操作以及信息互操作。

举个例子，我国的北斗系统与伽利略系统为了实现较好的兼容，已经建立了系统间的互操作协调渠道已经建立，用户可选的互操作频段为L1(E1)和L5(L5a)。

反观GPS和格洛纳斯，GPS系统直到当前的第三代卫星才具有了可以兼容互操作的L1C信号。按照GPS第三代卫星的星座部署，起码还要多等待几年，才能完成圆满部署。前文也有提到，预计在2034年，第三代全球卫星导航系统组网“星座”才会完成部署的工作。

而俄罗斯的格洛纳斯现代化进程要比GPS更加缓慢迟后，所以在GNSS兼容互操作上不会在短期内有大的作为。据最新消息，新一代的格洛纳斯卫星将于8月进行发射。而此前因为卫星生产的原因，新一代的格诺纳斯卫星发射入轨的活动，从3月起就不断改期。

市场化

不可否认的是，当前全球导航卫星系统的民用市场，仍然是最成熟的第二代GPS系统的天下。

但背靠中国的大市场，我国的北斗三号导航系统目前也在全力推进市场化的进程。按照《2020中国卫星导航与位置服务发展白皮书》，2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到了3450亿元，且处于一个明显增长的趋势。全产业链，从上游、中游、下游，无论是技术还是规模都有着不错的发展。



与此同时，北斗也正在融入到我们的生活当中来，从共享单车到民航系统，从物流配送到智能农业，从无人驾驶到智慧城市，北斗系统正在逐渐融入国家核心基础设施以及日常生活，并已产生显著的经济效益和社会效益。

不仅是中国的市场，北斗正在利用“一带一路”倡议推广走出国门，从东南亚地区逐步覆盖到中东、非洲及其他地区的国家。在137个签约国家中，大约100多个国家频繁使用北斗卫星的应用，其中大部分在东南亚和非洲。与此同时，超过30个中东、非洲和其他地区的国家使用北斗导航系统。

而且，北斗三号的组网成功不是“终点”，我国也正在构建国家综合PNT体系，首批项目方向包括包括深空、远程地基、水下定位、导航授时、技术路线图等等，预计将提升我国的时空信息服务能力，并进一步提升北斗的产业实力以及国际竞争力。

因此看似更先进的第三代GPS卫星，我国的北斗系统并不需要害怕。不妄自菲薄，也不盲目自信。知己知彼，居安而思危，才能使北斗系统在与GPS的同台竞技中立于不败之地。

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