中国的北斗系统的精度如何
2003年5月25日，我国第三颗“北斗一号”卫星发射成功，6月1日，我国自主研发的“北斗运营服务平台”正式开通，这标志着我国已经拥有了完全自主的卫星导航系统，北斗导航定位系统的大规模应用进入了实质性阶段。
我国为何要建自主卫星导航系统？与全球定位系统（GPS）相比，北斗系统有哪些优势和劣势？市场前景如何？记者日前采访了北斗星通卫星导航技术公司总裁周儒欣。
中国必须有自主导航系统
卫星导航技术引起人们关注是从1991年海湾战争后开始的，美国在海湾战争中的一个“撒手锏”就是GPS。周儒欣介绍，随着GPS向民用开放，它所蕴藏的巨大商机被发掘出来。
GPS不仅用于导弹、飞船的导航定位，更是广泛用于飞机、汽车、船舶的导航定位，公安、银行、医疗、消防等用它建立监控、报警、救援系统，企业用它建立现代物流管理系统，农业、林业、环保、资源调查、物理勘探、电信等都离不开导航定位，特别是随着卫星导航接收机的集成微型化，出现各种融通信、计算机、GPS于一体的个人信息终端，使卫星导航技术从专业应用走向大众应用，成为继通信、互联网之后的IT第三个新的增长点。
卫星导航技术是国家综合国力的重要组成部分。正因为这样，美国、俄罗斯、欧盟都不惜投入巨资建设卫星导航系统。
北斗导航系统的五大优势
美国GPS系统历时16年，耗资120亿美元，由24颗卫星组网，中国的北斗系统能与之抗衡吗？北斗系统可以应用到哪些领域？
周儒欣坦承，美国的GPS是全球定位系统，技术比我们先进；北斗系统是我们用很少投资建成的区域性卫星导航定位系统。但是，应当说北斗系统不仅解决了我国有无自主导航系统的问题，同时与其他导航定位系统比较，它有独特的优势和广阔的应用前景，有巨大的经济和社会价值。
北斗系统主要有三大功能：快速定位，为服务区域内的用户提供全天候、实时定位服务，定位精度与GPS相当；短报文通信，一次可传送多达120个汉字的信息；精密授时，精度达20纳秒。
北斗应用有五大优势。一，它同时具备定位与通讯功能，不需要其他通讯系统支持。而GPS只能定位。二，覆盖范围大，没有通讯盲区。北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区，不仅可为中国、也可为周边国家服务。三，特别适合于集团用户大范围监控管理和数据采集用户数据传输应用。四，融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源，因此也可利用GPS使之应用更加丰富。五，自主系统，安全、可靠、稳定，保密性强，适合关键部门应用。
专家预测，到2008年北斗系统的用户将达到30万，直接产值达35亿元，占中国导航定位产业的20％左右，由它带动的相关产业将达数百亿元。
推动应用，促进民族产业
周儒欣说，北斗系统有广阔的应用前景，成立于1994年的北斗星通公司目标就是推动该系统的大规模应用。
周儒欣介绍，北斗系统原有设计是一个封闭式系统，这样就限制了民用用户的扩展使用。在北斗导航定位卫星升空之初，北斗星通公司凭借在卫星导航定位技术方面多年来的积累和对北斗导航系统的深刻理解，提出了“北斗一号”信息服务系统的立项申请。
2001年，立项通过评审。2002年底，他们完成了系统的研制并通过了由多位院士组成的专家委员会的验收评审。“北斗运营服务平台”的作用就是在北斗导航定位卫星系统和集团用户之间架起一座桥梁，使北斗系统具备了大规模应用的基本条件。北斗星通公司也因此成为国内首家获得授权的北斗导航定位系统运营服务商。
目前，他们研制的系统已成功用于陕西省防汛雨量监测速报，海南省渔船监控、青藏铁路机车监控与管理等项目也正在进行中。
周儒欣表示，随着“北斗一号”卫星导航定位系统的推广应用和我国正在着力研究开发的下一代卫星导航定位系统（CNSS）未来的诞生，中国一定会成为世界的卫星导航定位强国。
世界导航定位卫星简介
1.美国全球定位系统（GPS）
GPS是一个全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。空间部分由24颗卫星组成。它是一个军民两用系统，提供两个等级的服务。
美国政府为了加强其在全球导航市场的竞争力，撤销对GPS的SA干扰技术，标准定位服务定位精度双频工作时实际可提高到20米、授时精度提高到40纳秒，以此抑制其他国家建立与其平行的系统，并提倡以GPS和美国政府的增强系统作为国际使用的标准。
2.俄罗斯全球导航卫星系统
俄罗斯要用20年时间发射76颗GLONASS卫星。1995年完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网，耗资30多亿美元，由俄罗斯国防部控制。GLONASS空间部分也由24颗卫星组成。GLONASS未达到GPS的导航精度。其应用普及情况远不及GPS。前一时期由于经济困难无力补网，原来在轨卫星陆续退役，目前在轨道上只有6颗星可用，不能独立组网，只能与GPS联合使用。
3.欧洲伽利略导航卫星系统计划
欧洲1999年初正式推出伽利略导航卫星系统计划。该方案由21颗以上中高度圆轨道核心星座组成，另加3颗覆盖欧洲的地球静止轨道卫星，辅以GPS和本地差分增强系统，首先满足欧洲需求，位置精度达几米。
计划在2001年4月5日欧盟交通部长会议上获得批准，确定30颗卫星总投资为35亿欧元。预计系统于2008年投入运行。伽利略系统独立于GPS，频段分开，但将与GPS系统兼容和相互操作。根据欧委会的文件，伽利略虽是民间系统，但仍受控使用，采取反欺骗、反滥用和反干扰措施，在战时可以对敌方关闭。
图为：中国3颗导航卫星正在对导弹弹头进行跟踪示意图
仅供参考。
随着2003年5月24日第三颗北斗-1号卫星的发射升空，中国宣称它已经建立了一个由三颗导航卫星组成的卫星体系。前两颗分别于2000年10月31日和12月21日发射升空。“北斗”卫星系统与美国的全球卫星定位系统(GPS/NAVSTAR)和俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)以及欧洲计划中的“伽利略”系统有很大的区别。它是由三颗地球同步轨道卫星组成，覆盖范围只能以地区为基础，而不像其它系统具备了全球覆盖能力。
作者认为，近年来中国一直在采取渐进的步骤发展空间导航卫星系统。它所宣称的第一颗导航卫星，也就是北斗-1A号于2000年10月30日发射升空，卫星定位于东经140度的地球同步轨道，大约在新几内亚岛上空，这也是处于整个星座最东面的一颗工作星。两个月后的12月20日，中国又发射了第二颗地球同步导航卫星——北斗-1B号，它位于东经180度印度洋中部上空。在近两年半的时间里，它们构成了中国仅有的导航卫星，直到第三颗卫星的发射升空。北斗-1C号属于导航定位系统的备份星，它位于东经110.5度，处于前两颗工作星的中间，与前两颗一起组成了中国自己完整的卫星导航定位系统。在相隔两年半的时间里中国才发射第三颗卫星，看起来中国很可能利用了这段时间来测试卫星电子设备和熟悉系统的操作。
通常，导航卫星的位置对于确定用户和卫星的距离以及此后的位置非常重要。这三颗卫星众所周知处于地球同步轨道，它们位置的变化对于导航的影响是巨大的。在卫星工作的这段时间里，北斗卫星的经度偏差一直保持在加减0.1度，这也是国际电信联盟所提出的标准范围，在地球同步轨道的高度上，这个偏差与地球的对应值为150公里。每经过大约一个月，当负责保持卫星在轨位置的发动机点火期间，这种经度变化就会发生一次。因此，每日的变量相对要小，只有2至3公里。
然而，由于存在着卫星轨道赤道倾角以及卫星轨道并不是真正的圆形，所以地球同步卫星每天在轨道的位置也是有变化的。前两颗卫星的轨道赤道倾角为0.06度，对应每天南北方向50公里的差额，最新的第三颗卫星轨道赤道倾角大约0.014度。倾角的不同是由于太阳和月亮(以及地球不是一个真正的圆球形状这样一个事实)在过去两年半时间中对前两颗卫星的辐射压力所致，最后，地球同步卫星轨道并不是真正的圆形，每天会引起40公里的径向偏差。
所有这些偏差，在距离地面35000公里的轨道看起来微不足道，但在定位方面如果不对参数修正的话却能引发巨大失误。现有以卫星为基础的导航系统通过向用户播发当前轨道参数及授时信号解决这类问题，然后用户计算出精确卫星位置用于自己位置估算。看起来中国“北斗”系统很可能使用的是同样的工作原理。
◆ 系统精度的估算
卫星系统的用户可以测算出自己在地球上的位置，如果他知道自己与三颗卫星或更多卫星之间的距离的话。估算的精确度取决于一系列因素包括电子设备的精度、信号穿越大气层的影响以及已知的卫星位置到底有多精确和其几何排列的顺序。
使用更多的卫星可以增加位置估算的精度，然而如果卫星广泛地分布于用户的上空也可以增加定位精度。实际上四颗卫星就也可以取得理论上的最大定位精度，这就要求其中三颗要均匀地分布在水平面上。换句话说就是以120度为间隔，第四颗卫星位于用户的正上方。从这种最佳几何排列中移动任何一颗卫星都将降低用户定位的最佳精度。
由于“北斗”卫星导航系统总共只有三颗卫星在轨，因此就要求用户装有一台高精度原子钟。或者其它的必要条件也行，如用户处于海平面位置，这种条件使得该导航系统除了用于舰船导航之外在陆上几乎毫无用武之力。由于在这种情况下即使没有卫星导航也可以得到一个合理的定位精度，因此本文在此不予具体论述。我们将假设用户携带了一只作工粗糙的小型高精度时钟或是一台同步的价格不贵误差也不是很大的时钟。
近年来原子钟越来越普及，中国肯定已经将或是自己制定或是购自国外的高精度时钟安装在导航卫星上了。不管怎么样，虽然我们对中国的一个步兵排甚至是一辆坦克能否在野外成功地操作这一装置持怀疑态度，但是我们绝对有理由相信中国的飞机能够携带原子钟并做到时钟与卫星的同步化，以此来确保导弹发射后数分钟时间里所最必需的精度。
卫星的几何排列，就像用户所看到的，在决定系统的精确度方面起着非常重要的角色。中国位于地球同步轨道上的三颗卫星远远没有达到最佳化的几何排列。如果用户靠近赤道的位置，这三颗卫星看起来就像是从头顶穿过的一条直线。这种几何排列虽然能够很好地决定经度，但在测量纬度或高度方面却存在着很大的缺陷。实际上在赤道平面上，美国的GPS系统测量经度的精确度要比北斗卫星强一千倍，这个比较是建立在假设两个系统都存在着电子设备、大气失真及其它来源所引发的相同的误差基础之上的(另外，用户的原子钟不可避免也存在着误差，除非也像卫星上安装的原子钟一样经常进行数据更新，在此我们不予考虑)。因此，北斗星座的用户在赤道上测量纬度的误差范围至少是一个东西10米、南北3000米的大椭圆。同样，在高度的测量方面，美国的GPS系统精度也要超出中国10倍。
当用户向北方移动时，纬度和高度的精确度实际上在某种程度上得到了改善，这是因为北斗星座的几何排列看起来更加合理一些。当用户越向北前进，卫星看起来越靠近水平线，也就是说星座越逼近它的最佳几何排列。台湾台北的一个用户使用该系统时，经度精确度大约10米，而纬度精度大概只能有100米左右了。虽然这比赤道附近的用户有了极大的改进，但要想靠这种精度制导航空炸弹却还远远不够。用户越往北，精度就会增加，直到北纬80度线，在那里“北斗一号”卫星系统的经度测量精确度可以与GPS系统相媲美。这个比较也是建立在两个系统存在着所有其它来源误差相同的假设基础之上的。更加有趣的是，如果用户所处的海拔高度增加上百公里，那么系统在北纬地区的精确度还会随之相应增加。
楼主，其实像这种高新技术的卫星定位系统，我们中国的虽然有可能不及美方的，所以我国前段时间有参加欧洲的“伽利略卫星定位系统的研发”。但是自己可以有自主研发的技术，不怕受制于人，所以自己好用的就很有进步了。
