我國的北斗導航系統(tǒng)性能如何？它能為我國的巡航導彈提供精確定位嗎？我國的北斗導航系統(tǒng)性能如何？它能為我國的巡航導彈提供精確定位嗎？
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中國“北斗”定位系統(tǒng)幾個致命缺點 (轉帖) 作者: 中華網 來源: 中華網 據我所知，我們的北斗星系統(tǒng)和美國GPS以及俄羅斯的GLONASS定位系統(tǒng)性能還差的遠。 我們只是解決了在衛(wèi)星定位上有無的問題，還談不上世界一流?！ ∶绹腉PS由三部分組成，即空間的衛(wèi)星，地面控制系統(tǒng)，用戶的接收處理裝置。空間部分有21顆衛(wèi)星，其中18顆為工作衛(wèi)星，3顆為備份衛(wèi)星。18顆工作衛(wèi)星均勻分布在二萬公里高的六個軌道平面上，每個軌道面三顆，運行周期為12小時。工作衛(wèi)星以L1=1575。42兆赫和L2=1227。6兆赫兩種頻率發(fā)送導航信號，導航信號采用偽隨機噪音編碼調制，L1用P碼和C/A碼調制；L2用P碼調制。C/A碼開放民用。地面控制系統(tǒng)由一個主控站、四個監(jiān)控站和三個注入站組成，任務是保證衛(wèi)星導航數據的質量。用戶的接收裝置由天線、接收機、計算機和數據處理軟件等組成。 俄羅斯的GLONASS定位系統(tǒng) 原理和老美差不多?！ 睦碚撋蟻碚f，只需要3顆高軌道衛(wèi)星就能全球通信和定位，由于現(xiàn)有科技和設備的不可避免的運算誤差，實際上3顆衛(wèi)星遠遠不夠，這就是老美和俄羅斯選擇大密度低軌道衛(wèi)星的原因。試想按中國的北斗方案就能達到導彈導航誤差幾米的話，老美和俄羅斯怎么回花巨資發(fā)射那么多衛(wèi)星？！而且還要花巨資來維護？！老美很會算帳，它開放的民用空間收費為他帶來一大筆不扉的收入。俄羅斯就慘了，它的GLONASS定位系統(tǒng)現(xiàn)在是舉步為艱。一句話，沒錢來養(yǎng)它?！ ∽顬殛P鍵的是，中國的北斗定位系統(tǒng)的原理和GPS、GLONASS有巨大的差別。GPS、GLONASS的用戶[軍用就是導彈，飛機，制導炸彈等]都是被動接收鄰近衛(wèi)星發(fā)出的含時間代碼脈沖信號，在自己的接收裝置上解算來自多顆衛(wèi)星的信號，來確定自己空間定位。以美國為例，他的GPS民用開放空間的時間代碼就不如軍用精確。中國可以購買使用的只能是其民用代碼。而且戰(zhàn)時可以想象老美一定會改變其GPS密碼。中國怎么辦？難道讓我們的導彈成瞎子？所以要自己發(fā)展自己的定位系統(tǒng)，不求人?！ ”倍范ㄎ幌到y(tǒng)的用戶，例如一枚巡航導彈，它不是被動接收衛(wèi)星的信號即可以解算自己的位置，他要發(fā)射一串時間脈沖給鄰近的衛(wèi)星，衛(wèi)星接收后再發(fā)射信號發(fā)射給地面的主控站，主控站負責來解算往返于衛(wèi)星、主站、用戶之間的信號代碼。最后才能將解算得到的定位信息傳送到用戶終端。其間的誤差比較大，需要事先做好誤差平衡表來抵消實際施加的誤差。我們國家的高性能計算機是不錯的、這也是我們要發(fā)展定位系統(tǒng)的基礎之一。 大家明白我們北斗定位系統(tǒng)的原理沒有，這里面有幾個致命缺點。 一，我們的導彈不能無線電靜默，它需要時時和衛(wèi)星和地面站之間有信息傳遞，這在戰(zhàn)場意味著什么？！當然是容易被干擾?！ 《骺卣疚恢萌菀妆┞妒芄?，衛(wèi)星太少。一句話，系統(tǒng)生存能力比較低。 三，這種原理的定位誤差的可控性不能無限制的提高。所以命中精度就不能和GPS、GLONASS相比。我們的巡航導彈只能是靠北斗定位系統(tǒng)帶到目標附近，然后靠慣性制導，主動雷達，激光制導等方式再來實現(xiàn)精確打擊。這帶來的是制導控制很復雜。我相信我們的科學家能解決大部分問題，但是最終解決是發(fā)展和GPS、GLONASS一樣的系統(tǒng)?，F(xiàn)在看來，技術瓶頸我們都會突破的，剩下主要問題可能就是錢了?！ ∥覀儞碛蠫PS、GLONASS一樣的系統(tǒng)這一天在不久的將來會來到的，我深信。到時我們的將軍也會說我們的導彈能夠打爛橋梁下的坦克而不毀壞橋！ 。
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我國的北斗導航系統(tǒng)主要為了防止戰(zhàn)時被敵國牽制而發(fā)射的，具有戰(zhàn)略意義，是世界第三個掌握此項技術國家。承擔著多種領域的軍事與民用導航，涵蓋衛(wèi)星導航、制導、通信、測量、控制、信息工程、遙感遙測、計算機軟硬件設計與應用等多種專業(yè)，具有較強的需求分析能力、系統(tǒng)集成能力和工程實施能力。 其性能也是比較先進的，基本滿足我軍民需要是沒有問題的，據說其精確性不次于美國和歐盟國家的。精確度在15米左右。
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中國武器中國北斗衛(wèi)星系統(tǒng) 2003年5月25日零時34分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功地將第三顆“北斗一號”導航定位衛(wèi)星送入太空。前兩顆“北斗一號”衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空，運行至今導航定位系統(tǒng)工作穩(wěn)定，狀態(tài)良好。這次發(fā)射的是導航定位系統(tǒng)的備份星。它與前兩顆“北斗一號”工作星組成了完整的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，確保全天候、全天時提供衛(wèi)星導航信息。這標志著我國成為繼美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和前蘇聯(lián)的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)后，在世界上第三個建立了完善的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家，該系統(tǒng)的建立對我國國民國防和經濟建設將起到積極作用。我國早在60年代末就開展了衛(wèi)星導航系統(tǒng)的研制工作，但由于多種原因而天折。在自行研制“子午儀”定位設備方面起步較晚，以致后來使用的大量設備中，基本上依賴進口。70年代后期以來，國內開展了探討適合國情的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的體制研究。先后提出過單星、雙星、三星和3-5星的區(qū)域性系統(tǒng)方案，以及多星的全球系統(tǒng)的設想，并考慮到導航定位與通信等綜合運用問題，但是由于種種原因，這些方案和設想都沒能夠得到實現(xiàn)。1982年7月由美國三位科學家提出并于12月定名的GEOSTAR系統(tǒng)，就是這種兩顆衛(wèi)星的主動式衛(wèi)星定位系統(tǒng)。他們在實施的過程中，由于有更優(yōu)越的GPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)的興起并且發(fā)展相當迅速，使GEOSTAR系統(tǒng)不得不在1991年9月撤走資金，導致正在實施中的GEOSTA及系統(tǒng)宣告失敗。而我國的“北斗一號”衛(wèi)星導航系統(tǒng)正是80年代提出的“雙星快速定位系統(tǒng)”的發(fā)展計劃。北斗導航系統(tǒng)的方案于1983年提出，突出持點是構成系統(tǒng)的空間衛(wèi)星數目少、用戶終端設備簡單、一切復雜性均集中于地面中心處理站?！氨倍芬惶枴毙l(wèi)星定位系統(tǒng)是利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供快速定位、簡短數字報文通信和授時服務的一種全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要功能是： 1、定時：快速確定用戶所在地的地理位置，向用戶及主管部門提供導航信息?！ ?、通訊：用戶與用戶、用戶與中心控制系統(tǒng)間均可實現(xiàn)雙向簡短數字報文通信?！ ?、授時：中心控制系統(tǒng)定時播發(fā)授時信息，為定時用戶提供時延修正值。 “北斗一號”衛(wèi)星定位系統(tǒng)工作原理“北斗一號”衛(wèi)星定位系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星(800E和1400E)、一顆在軌備份衛(wèi)星(110。50E)、中心控制系統(tǒng)、標校系統(tǒng)和各類用戶機等部分組成。系統(tǒng)的工作過程是：首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時發(fā)送詢問信號，徑衛(wèi)星轉發(fā)器項服務區(qū)內的用戶廣播。用戶響應其中一顆衛(wèi)星的詢問信號，并同時向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應信號，徑衛(wèi)星轉發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調用戶發(fā)來的信號，然后根據用的申請服務內容進行相應的數據處理。 對定位申請，中心控制系統(tǒng)測出兩個時間延遲：即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問信號，經某一顆衛(wèi)星轉發(fā)到達用戶，用戶發(fā)出定位響應信號，經同一顆衛(wèi)星轉發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問信號，經上述同一衛(wèi)星到達用戶，用戶發(fā)出響應信號，經另一顆衛(wèi)星轉發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。由于中心控制系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離，以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛(wèi)星為球心的一個球面，和以兩顆衛(wèi)星為焦點的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲在計算機內的數字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶出于某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計算出用戶所在點的三維坐標，這個坐標經加密由出站信號發(fā)送給用戶。 “北斗一號”的覆蓋范圍是北緯5°一55°， 東經70°一140°之間的心臟地區(qū)，上打下小，最寬處在北緯35°左右。其定位精度為水平精度100米(1σ)，設立標校站之后為20米(類似差分狀態(tài))。工作頻率：2491。75MHz。系統(tǒng)能容納的用戶數為每小時540000戶?！ 氨倍芬惶枴毙l(wèi)星導航系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)比較 1、覆蓋范圍：北斗導航系統(tǒng)是覆蓋我國本土的區(qū)域導航系統(tǒng)。覆蓋范圍東經約70°一140°，北緯5°一55°。GPS是覆蓋全球的全天候導航系統(tǒng)。能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6-9顆衛(wèi)星(實際上最多能觀測到11穎)?！ ?、衛(wèi)星數量和軌道特性：北斗導航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設置2顆地球同步衛(wèi)星顆衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設置24顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。航衛(wèi)星為準同步軌道，繞地球一周11小時58分。 3、定位原理：北斗導航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導航。地面中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數據。GPS是被動式偽碼單向測距三維導航。由用戶設備獨立解算自己三維定位數據?！氨倍芬惶枴钡倪@種工作原理帶來兩個方面的問題，一是用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性，這在軍事上相當不利，另一方面由于設備必須包含發(fā)射機，因此在體積、重量上、價格和功耗方面處于不利的地位?！ ?、定位精度：北斗導航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，授時精度日前約20ns?！ ?、用戶容量：北斗導航系統(tǒng)由于是主動雙向測距的詢問--應答系統(tǒng)，用戶設備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號，還要求用戶設備向同步衛(wèi)星發(fā)射應答信號，這樣，系統(tǒng)的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此，北斗導航系統(tǒng)的用戶設備容量是有限的。GPS是單向測距系統(tǒng)，用戶設備只要接收導航衛(wèi)星發(fā)出的導航電文即可進行測距定位，因此GPS的用戶設備容量是無限的?！ ?、生存能力：和所有導航定位衛(wèi)星系統(tǒng)一樣，“北斗一號”基于中心控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的工作，但是“北斗一號”對中心控制系統(tǒng)的依賴性明顯要大很多，因為定位解算在那里而不是由用戶設備完成的。為了彌補這種系統(tǒng)易損性，GPS正在發(fā)展星際橫向數據鏈技術，使萬一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨立運行。而“北斗一號”系統(tǒng)從原理上排除了這種可能性，一旦中心控制系統(tǒng)受損，系統(tǒng)就不能繼續(xù)工作了。 7、實時性：“北斗一號”用戶的定位申請要送回中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數據之后再發(fā)回用戶，其間要經過地球靜止衛(wèi)星走一個來回，再加上衛(wèi)星轉發(fā)，中心控制系統(tǒng)的處理，時間延遲就更長了，因此對于高速運動體，就加大了定位的誤差。此外，“北斗一號”衛(wèi)星導航系統(tǒng)也有一些自身的特點，其具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。 綜上所述，北斗導航系統(tǒng)具有衛(wèi)星數量少、投資小、用戶設備簡單價廉、能實現(xiàn)一定區(qū)域的導航定位、通訊等多用途，可滿足當前我國陸、海、空運輸導航定位的需求。缺點是不能覆蓋兩極地區(qū)，赤道附近定位精度差，只能二維主動式定位，且需提供用戶高程數據，不能滿足高動態(tài)和保密的軍事用戶要求，用戶數量受一定限制。但最重要的是，“北斗一號”導航系統(tǒng)是我國獨立自主建立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，它的研制成功標志著我國打破了美、俄在此領域的壟斷地位，解決了中國自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的有無問題。它是一個成功的、實用的、投資很少的初步起步系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)并不排斥國內民用市場對GPS的廣泛使用。相反，在此基礎上還將建立中國的GPS廣域差分系統(tǒng)。可以使受SA干擾的GPS民用碼接收機的定位精度由百米級修正到數米級，可以更好的促進GPS在民間的利用。當然，我們也需要認識到，隨著我軍高技術武器的不斷發(fā)展，對導航定位的信息支持要求越來越高。北斗導航系統(tǒng)僅是我國近期滿足四化建設需要的自主簡易導航系統(tǒng)，因此，我們必須在發(fā)展“北斗一號”的基礎上，借鑒國外GPS、GLONASS的成功經驗，開發(fā)我國二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)，我們有理由相信，在不久的將來，具備先進性、適用性、軍民兩用、抗干擾性、抗繼毀性等特征的，適合我國的國情的“北斗二號”將會展現(xiàn)在大家面前，更加完善的我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)也必將建立。 。