互动科普

高精度定位与通信服务相结合

“北斗”全球卫星导航系统建成后，将向全球用户提供两种形式的服务，即开放服务和授权服务。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒，授时精度为10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息，即全球范围内更高性能的导航定位服务，以及亚太地区的广域差分服务和短报文通信服务，广域差分服务精度为1米，短报文通信服务能力为每次120个汉字。

“北斗”是世界上首个集定位、授时和报文通信为一体的卫星导航系统。免费发送短报文是“北斗”独有的重要功能，短短的120个字，在很多时候却可能是“救命”的法宝。通过GPS，用户只能知道自己在哪里；但通过“北斗”，用户还能让别人也知道自己在哪里。把导航与通信紧密结合起来，很适用于交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等需要把导航与移动数据通信相结合的用户。

“北斗”的另一大特点，就是它与别的卫星导航系统之间具有兼容与互操作性。卫星导航系统有其脆弱性，单一的导航系统易被干扰、遮蔽，采用“GPS+‘北斗’”的双卫星导航系统，可以提高系统的可用性和导航精度。据有关专家介绍，GPS在亚太地区的覆盖率一般只能达到60%～70%，加上“北斗”后可以达到80%以上，从而提高了卫星导航的可用性，并使导航精度提高20%左右。比如，在GPS导航精度1米的地方，同时融合“北斗”的数据后，导航精度能达到大约0.8米。

与GPS相比，“北斗”的首次定位速度和授时精度都有更好的表现。“北斗”卫星导航系统结网完成后，系统用户定位、电文通信和位置报告只需要几秒钟，而GPS首次定位却需要1～3分钟。

由于“北斗”导航卫星星座将由分布在3个轨道的35颗卫星组成，所以它与由31颗卫星组成星座的美国GPS、24颗卫星组成星座的俄罗斯GLONASS相比，规模将更庞大。届时，“北斗”的全球定位精度将可与GPS相当，在亚太地区定位精度还会更高。

运行在地球静止轨道的“北斗”导航卫星示意图

（本文发表于《科学世界》2013年第1期）