北斗导航与 GPS 的定位差距在哪？
老师说北斗导航与GPS的差距不小，主要是原子钟的精确度上，其次是通信带宽以及卫星轨道，请具体说说这些方面对定位精度的影响以及与GPS的差距
按投票排序
原子钟有差距。这个确实最主要，影响也最大。简单说来，定位靠测量距离 = 光速*时间。原子钟就管这个时间，你想吧，原子钟抖或者漂个1纳秒，距离就差了0.3米。而且这个原子钟是要连续工作的！据说咱们北斗1代的结构之所以这么特（奇）别（葩），就是因为当时原子钟技术达不到精度要求。信道带宽。这个原因么。。只想起了理论上说频率越高受电离层影响越小（好像是平方倒数关系），所以北斗的可能比gps的1575.42差一点。大概多受1.8%的影响，考虑模型修正后，影响应该在1%以下吧。其他的原因么，暂时没想起跟gps比有什么不足（欢迎知道的来指点）。轨道问题。这个算是继原子钟之后的第二大问题了（或者已经是头号问题了？）。咱们没有全球布观测站啊！观测站主要在中国，还有哪个什么小国有一两个。可是达不到全球观测，卫星定轨精度上不去啊（卫星有一半时间看不到）！那接收机定位的时候，基准点都不准，定位结果也就可想而知了。当然卫星的问题不止于此，但是其他方面我也不太懂，就不瞎说了。其实北斗还有很多所谓的创（失）新（败）点，我都不（一）稀（定）吐槽。。比如：二次编码，BCH编码，电文结构，信息编排。等等等等。。ps.吐槽下，北斗这样的大工程肯定要国家级的大牛来操刀，但是是否需要考虑下工业界（主要是指接收机设计）的反馈意见？（gps甚至公开了每次征询意见结果和分析的白皮书！）因为最后的结果都体现在接收机定位上啊。如果当初能再考虑周全点，一些小小小小小的改变，完全可以让北斗比现在更好！哎，可惜了了，还是调代码去吧～
原子钟水平和通信技术是有比较严重缺陷的。这两点专业不对我也来看看大家的说法。但同样定轨这一块也是有很大问题。1卫星星座GPS卫星共32颗卫星，轨道与赤道倾角55度且均匀分布，卫星高度20200公里属于高轨卫星，模型如下：而beidou的卫星和GPS有很区别，先放图：而beidou的卫星和GPS有很区别，先放图：平躺着那个是地球同步轨道卫星，这个我们高中都学过的，36000km，这上面有5颗，而且不是均匀分布的。角度分别为：8.75°, 80°, 110.5°, 140°,160°
平躺着那个是地球同步轨道卫星，这个我们高中都学过的，36000km，这上面有5颗，而且不是均匀分布的。角度分别为：8.75°, 80°, 110.5°, 140°,160°
跟平躺着的轨道类似的倾斜轨道是倾斜地球同步轨道。倾角55度，共3颗。剩下的27颗属于和GPS类似的中高轨卫星，分布在三个轨道面内。我不清楚为什么要这么设计，另外两家glonass和伽利略都没有采用三类卫星这种设计模式。这种设计模式无疑为摄动力建模带来了巨大问题。2 摄动力地球卫星收到的主要外力来自地球的引力，其他各类力和地球引力相比都小于e-3量级故称摄动力。不说过程直接说结论：2.1 轨道越低收到的地球形状摄动力越大，因为地球是不规则椭球，可能某一块凸起，这一凸起拥有对卫星的摄动力。同理地球上的海潮、极潮、固体潮对卫星的影响也类似。2.2 大气拖拽，轨道越低越应考虑大气影响。同步轨道就没有大气了当然不用考虑，但中高轨还是要考虑的2.3太阳光压。首先说一点，太阳光压模型在国内没有人做。至少我和我的同学们也都查不到，全是国外基于GPS、GRACE、回声等卫星设计的光压模型，国内没有人设计过合理的本国卫星光压模型，这太重要的，北斗的三类卫星肯定长得不一样的，材质、设计都不一样，那光压模型肯定差异巨大。2.4三体问题，同一轨道上面的日月引力模型是可以类比的，而三个不同类型轨道由于高度不同，日月摄动模型需要重新设计。综上这么多，实际上是国内没有针对本国的北斗卫星设计合理的摄动模型，不用或者套用GPS模型来进行改正，效果自然不如GPS。3 定位北斗没有一个全球的监测站，原因楼上说的很清楚了，试想一下国内就有北京上海武汉昆明乌鲁木齐等GPS监测站，这真是一个全球的大合作。要知道导航时的误差传播是很致命的，通常我们获取GPS数据未经处理直接定位可能有数千米几百米的误差，而经过了一系列简单的改正后普通大学生就能把精度上升到几米，但再网上就难了，全球的科学家们致力于精密定位几十年来通过不懈努力能把精度控制在毫米，这是相当了不起的，而中国需要走的还很远很远。在此仅举一例对流层误差。信号经过对流层会受到影响，这主要是由对流层内的水汽导致，一般如果短距离设站我们可以根据差分的方法消除这一误差，但中长距、单点定位中我们还是需要对其建模。目前流行的模型都是基于GPS建立的，试想一下，全球的水汽分布是均匀的吗，我们仅仅在中国设置参考站可以满足一个通用的模型吗？显然不是。
卫星导航定位误差来源主要包括卫星轨道误差、卫星钟差误差、大气传播误差（包括电离层延迟和对流层延迟）、多路径效应和测量噪声。卫星轨道和钟差改正参数会由系统估计并播发给地面用户，由于上行带宽和卫星可见性的关系，参数一般1～2小时才能更新一次，所以需要外推1～2小时以上。原子钟的精度和频率稳定度会影响卫星钟差的预报精度。这个容易理解，如果钟恒定不变，那预测误差就为零。反之如果漂的厉害没有规律，那就预测误差就会越来越大。通信容量有两种理解，如果是指北斗一代/RDSS，那是由于RDSS定位和通信模式需要用户机经卫星向中心站发送定位申请和通信申请，卫星的信道资源有限，因而通信容量有限，用户数受限。北斗二代（RNSS）和GPS都采用被动定位，不存在这个问题。如果是指北斗二代的B1频点由于频道资源已被GPS优先占用，伪码码率只有2M，不及GPS军码的10M，这会影响到测量噪声和多路径误差。由于伪码是测量卫星到接收机距离的尺子，码率越高，码片越短，测量越精准。多路径效应太复杂，就不展开了。至于卫星轨道的问题，@李寒星的答案说的比较清楚，受教了。另外探讨一下，可能还和卫星的机动和控制有关。测控不准确，机动频繁，轨道突变多，也会难以预测。说到北斗与GPS的差距，目前主要在系统端，对单点定位来讲，GPS电文中广播的钟差和轨道参数预测误差在1米左右，北斗的在3～10米，其中GEO卫星定轨精度最差。还有目前北斗的星座几何分布，大部分卫星都在用户南边，在南北方向的精度较差，东西向的精度优于GPS。2020年北斗全球系统建成，我们期待到时北斗能与GPS分庭抗礼，或者最终超越GPS。谢邀。手机码字，无图无真相，望谅解。
通信带宽越大，时间分辨力越强。
上面几位的回答都不太准确，李寒星提到北斗卫星轨道问题，建议看一下“为什么北斗是35颗，而gps是24颗”中dd yy的回复，北斗的轨道及卫星数与其发展历程密不可分，并不存在坑被别人占了的问题。meo轨道空间环境比geo和igso还恶劣多了呢。其次，原子钟确实是导航的关键，但北斗的差距并不是原子钟精度不行，而是稳定度可能跟gps有差距，现在都是数字频率合成，精度都是后端可调的。但是稳定度就至关重要，假如一个人拿着导航接收机站在北大，实际显示他在清华，这叫精度不够。但是如果原子钟稳定度不行，就会一会儿显示在北大，一会儿清华，一会儿人大，这谁受得了。andon on提到信道带宽只是导航的载波频率，和信道带宽毫无关系，属于理解错误，真要说带宽，民用上北斗b1还4m呢，gps的l1才2m。还有观测站问题，中国不像美国那样有能力在全球布站，国情就决定了走的道路不一样，实现境外卫星轨道精密测量当然有其它办法啦，就是不告诉你们。评论里有人说为什么调制方式不采用最简单的bpsk，采用那么复杂的调制方式是因为某些专家有研究要求。我想说的是如果你不知道频谱分裂对噪声基底的减轻，不知道多路复用，不知道恒包洛，就别瞎揣测了。
不懂专业，也觉得徐颖是拿基本理论在吹牛。
已有帐号？
无法登录？
社交帐号登录北斗副总师：为什么中国北斗和世界完全不一样|北斗|副总师|卫星定位_新浪军事
北斗副总师：为什么中国北斗和世界完全不一样
中国北斗并没有走GPS全球定位的路，独创了双星区域定位方法
　　往往有同志问我，为什么中国的北斗走了一个和世界完全不一样的步伐？要了解这个步伐，我们要从中国北斗的起步任务开始。中国北斗起步任务有三项，一是进行卫星导航理论及工程试验，这是毫无疑问的；第二，同时还要满足用户定位急需；第三，就是要确立导航定位体制，把握中国卫星导航的命运。所以，下面我们来看一下，我们的北斗试验系统是怎么建成的。
　　首先看一下背景，1994年立项的时候，美国宣布24颗卫星组成的GPS系统已经建成，实现观测的是4颗卫星的伪距定位原理。要满足中国区域定位，按照这个原理需要9-12颗卫星。
　　我们要做这样一个决策是非常困难的，所以要形成我们的起步思路。4颗卫星同时定位这个原理是正确的，我们怎么采用？我们觉得，要更大地减轻我们系统的负担，要探索更少的卫星数。3颗卫星，刚才杨元喜院士讲了，是可以进行定位的，但是要满足在中国上空连续定位，我们找不到这样的几何图形。所以，我们要进一步追上2颗卫星，就要提供一个定位高层，这2颗卫星的选取，在中国的头顶上形成这2颗卫星的轨道。这个卫星离我们有多远？与我们手机商务功能相比距离相差了近一万倍，我们的功率就要很大。卫星测量也要进行距离测量，要进行距离测量，这一系列的问题，就有一个简单的几何原理，我们要完成一个复杂的工程，就要解决随之而来的一系列的科技难题。
　　按照三球定位原理，陈芳允院士提出了双星定位原理，并于1989年完成了原理试验，1994年正式立项。我们到底碰到了哪些工程化和实用化的难题呢？首先中国有5000公里×5000公里大区域覆盖，卫星没有大口径多波束天线技术，用户发射功率需要40瓦以上，无法工程化和实用化，也没有地面数字高程图的技术储备，在无线电技术方面也缺乏技术储备。在中国赤道上空看到有90颗卫星可选，但是我们找不到可放两颗卫星的轨位，同时也没有频率可供我们使用。同时，面对双星测量经历4个不同的使用频率、6种不同的设备，没有一种精确传播时延校正理论，更没有成熟的技术可借鉴。
　　但是我们克服了困难，终于达到了可喜目标，满足了中国5000公里×5000公里区域连续、实时定位要求，满足了20米定位精度，与2000年当时的GPS民码相当，满足了既能定位又能位置报告，而且响应时间为1秒的要求，这成为优于GPS的一大亮点，世界上还没有超越我们这个响应时间为1秒的系统。
　　用户发射功率10瓦，达到手持水平，更重要的是创立了完善的双星定位工程理论，为21世纪用户位置信息共享创造了典范。我们不仅要知道自己的位置在哪里，更要知道我们相应的位置。
　　我们建成了连续服务系统，实现了空间段、地面段和用户段。我们主要有哪些特点呢？首先是工作在典型RDSS体制(两星+高程)，用户应答定位原理，虽然有人说它有弊病，但是我们得到了定位与位置报告及短电文通信的高效同时完成，成为汽车联网、船舶联网、减少交通拥堵、行车安全、智能调度的新思路，北斗将是汽车信息由公路到达控制中心的第一个无线电电路。
　　北斗无位置数据的汽车位置报告，在当中，我们这个原理是不需要把位置数据放进去的，可以确保个人信息的私密性和安全性。这个位置报告和定位与位置报告响应时间为1秒的快速特点，将是航空、航海等领域生命救援的宝贵资源。
　　应用终端形式也是很多的，这样一些终端形式都已经解决了，而且都在应用。
　　下面讲一下第二步目标，北斗区域服务能力将在2012年形成。为满足用户连续定位、测速和位置报告需要，2012年将完成卫星组网，满足中国及部分亚太地区的需要。
　　在第二步当中，仍然实行两种体制，一种就是前面讲到的北斗试验系统的体制，第二个就是和GPS相同的体制。可以做到与GPS兼容，就是用一台用户机，既可以接收北斗信号也可以接收GPS信号，同时实现GPS互操作，定位精度可以和GPS相当。
　　2020年我们将要形成北斗全球服务能力，将由35颗卫星组成，具有卫星无线电定位、卫星无线电导航两种工作体制，成为全球GNSS供应商，满足中国国防安全和经济安全的需要。
　　2020年形成北斗具备全球服务能力的系统的主要特色，一是定位及位置报告特色不变，其工作原理将由经典的RDSS理论走向广义的RDSS原理。一些术语可能听起来很费劲，实际上，就是现在北斗的RDSS卫星效费比大大提高。北斗RNSS功能具备同GPS 、Galileo广泛的互操作性能，分别可以有2或2个以上频率的互操作信号。
　　北斗双模用户机可以接收北斗、GPS、Galileo信号，并且实现多种原理的位置报告。导航和短报文的结合，将改变现行手机的概念，成为人们出行的生活必需品。
（编辑：SN087）
&&|&&&&|&&
请用微博账号，推荐效果更好！
看过本文的人还看过