挑战GPS，北斗还须跨过两道门槛

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当下全球仅有四大卫星导航系统存在：分别是美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统、中国“北斗”系统。

其中，美国的GPS是全世界应用最广泛、最成熟的卫星导航定位系统。

而早在上个世纪60年代，我国就着手布局自己的“天眼系统”——北斗；随着2000年第一颗北斗导航卫星成功发射，我国开始逐步建立北斗卫星定位系统，北斗芯片的应用也逐渐增多起来。

目前北斗卫星覆盖了80%左右的国家，预计至2020年，北斗将成为国际市场中具备覆盖全球功能的新卫星导航系统。

届时，北斗芯片的应用前景亦将更为广阔！

“北斗芯片开放平台”的发布及北斗第三代芯片HD8040的问世，给了中国的芯片厂商与国外芯片厂商在定位技术上一较高下的舞台，至于想要打破GPS在民用上的垄断的说法，就目前的技术而言，还存在很大的壁垒。

相关专家分析道，这要从卫星导航的基本原理谈起。

首先，移动设备通过定位芯片搜索到卫星的相应位置和时间等信息后，地球表面的卫星也跟着接收到了信号，紧接着根据各种复杂的物理和数学计算，定位就变得顺理成章了。

然而北斗和GPS精准度的差距，除了地球表面覆盖的卫星数量上的劣势，还有“原子钟”这个关键设备上的技术不足。

就拿定位测量来说，时间系统有着极其重要的意义，在由跟踪站对卫星进行定轨时，要求卫星位置的误差小于1厘米时，相应的时刻误差应小于2.6微秒；如果要求测量的距离误差小于1厘米时，则信号传播时间的测定误差应小于0.03纳秒。

原子钟是用来计算时间的重要设备，若差距在1纳秒，定位的误差就会扩大0.3米。

就此而言，GPS技术要优于北斗技术且更加成熟，前者的原子钟精确度非常高，能精准到两千万年的时间范围内误差不超过一秒。

而我国的原子钟则体积大、质量重、精度还差了一个量级，因此精准度自然是“谬以千里”。

起初原子钟还可以通过境外渠道购买到，但在我国打算开始构建导航系统时，国外立刻实施禁运。

尽管近年来北斗所使用的原子钟已经有了很大技术突破，但最顶尖的技术则被美国掌握并封锁着，因此北斗系统想要追赶GPS还有很长的一段路要走。

其次，在定位原理上北斗系统也存在缺陷。

北斗系统采用的是主动式双向测距二维导航，地面中心控制系统解算，并提供用户三维定位数据；GPS则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。

北斗系统的这种工作原理有两个问题尚未解决，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性， 这对于军事相当不利。

二是由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。

整个北斗系统，官方只负责空间星座和地面监控部分，这两部分耗资巨大，技术要求高，具有唯一性，系统性能指标主要取决于这两部分。

但用户和市场是否接受基于北斗系统开发出来的芯片或其他产品，则需要实力说话。

故此，尽管近年来全国各地都在发展北斗导航产业集群，但鲜有像华大北斗这样开发出质量能比肩GPS芯片的产品，其根本原因除了技术壁垒，就是研发的成本太高。

不过北斗系统也有在中国境内及周边地区导航更精准、芯片及衍生产品价格方面要普遍优于国外同类产品等优势。

中国卫星导航定位协会统计数据显示，2017年，我国卫星导航与位置服务产业总体产值已达到2550亿元，较2016年增长20.4%。

相较于全球市场，国内卫星导航设备营销总规模占比逐年提高，已接近15%。

有专家预测，到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。

今年四月，中阿北斗系统合作成功在突尼斯市举办，这更意味着北斗导航即将覆盖全球，并且打破了美国GPS的垄断。

相信北斗系统在持续不断的更新和完善后，能够真正成为“国之重器”，并在多场景实现突破，发挥出更广阔的服务价值。

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