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三、北斗导航定位和GPS定位系统的区别
北斗导航定位和GPS定位系统,首先都是导航定位系统,采用的定位技术不同,定位的范围也不相同。目前,北斗还不是全球定位。北斗是双星定位,而非三星定位。“北斗一号”卫星导航系统与GPS系统的主要区别是:
(1)覆盖范围:北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°~140°,北纬5°~55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。
(2)卫星数量和轨道特性:北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星,轨道赤道倾角55°,轨道面赤道角距60°。
(3)定位原理:北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算,供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。
(4)定位精度:北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m,C/A码目前己由25-100m提高到12m,授时精度日前约20ns。
(5)用户容量:北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统,系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率,北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS是单向测距系统,用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位,GPS的用户设备容量是无限的。
(6)“北斗一号”卫星导航系统也有一些自身的特点,其具备的短信通讯功能是GPS所不具备的。
综上所述,北斗导航系统具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途,可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。最重要的是,“北斗一号”导航系统是我国独立自主建立的卫星导航系统。
四、北斗卫星系统在“数字黄河”工程中的应用
“黄河小花间暴雨洪水预警预报系统”作为“数字黄河”的首项工程,是黄河水文由传统水文迈向现代水文的标志性项目,它由水文测验设施建设、水情信息采集传输、气象水文预报和预警预报中心4个系统组成,充分应用了“3S”先进技术。
根据小花间暴雨洪水预警预报系统总体设计要求,水情信息采集传输采用我国自主产权的定位导航通信卫星和GSM短信息两种通信方式,互为备用。小花间遥测系统包括31处遥测站(委属的20处水文站和11处雨量站)建设的第一期工程已于 2003年完成,2004年汛期运行结果证明了北斗卫星通信系统的稳定和可靠。
五、应用展望
卫星定位导航技术是正在发展中的高新技术,北斗卫星是我国拥有自主产权的卫星导航定位系统。水利部部长汪恕诚指出,到2010年,全国各大流域机构将全面建成以“3S”技术为基础、以大型数据库为支撑的“数字化流域”,进而形成全行业的水利信息公用平台和覆盖全国的水利信息网络。
利用若干颗导航定位卫星组成卫星导航系统,综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点,相当于一个设置在太空的无线电导航台,可在任何时间、任何地点为用户确定其所在的地理经纬度和海拔高度。我国自行研制生产的北斗卫星导航定位系统,不仅具备了上述能力,而且在定位性能上有所创新。毋庸质疑,随着“数字黄河”工程建设的全面启动,卫星定位导航系统,特别是我国自主产权的北斗卫星系统必将在水文测报、水土保持生态建设、水资源优化调度、河道治理及下游地区的洪水预报与灾情评估中发挥越来越重要的作用。
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