在人们的常规印象中,美军导航肯定使用自家的GPS,同时对我国的北斗导航系统多加防备。但实际上的情况是,还在2020年,美国空军就已经在使用北斗导航系统了。
对手使用自家的导航系统,一方面说明我们的技术过硬过关,但另一方面,很多人又担心,美军会不会借使用导航系统之机,对我国的北斗导航系统展开研究乃至攻击?
事实上,这种情况并不会发生,因为事情并没有到那种绝对的地步,最为关键的是,大家其实都留有后手。
使用北斗导航只是备用方案
2020年,美国空军作战司令部表示,美军的U-2侦察机已经正式接入了北斗卫星导航系统,一旦GPS失灵,美军的侦察机就能自动接入北斗导航系统并使用。
除此之外,U-2侦察机的飞行员佩戴的手表上也内置了多个导航系统,包括了GPS、北斗导航系统、伽利略系统以及格洛纳斯系统。
只要GPS失灵,美军就能使用其他的导航系统,也就是说,美军只是把北斗导航系统当成了备用系统,在正常的情况下还是以GPS导航为主。
有人可能想不通,为什么我们会允许美军接入导航系统呢?那是因为从一开始,北斗导航系统的定位就是全球化的商业导航服务供应商,而且不控制卫星发出的信号。
除此之外,还在2018年的时候,我国和美国都签署了《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》。
简单来说,这两种导航系统的信号能够兼容,而且可以相互接入使用。为什么要这么做?原因也很简单,这实际上就是一种“相互绑定之下的信任”。
在和平的状态下,谁都能够确保各自的导航系统能稳定运行,但如果开启战争模式,谁都不能确保彼此的导航系统安全。
所以,相互之间的信号兼容实际上就是一种相互保证,就是要确保导航系统作为一种底层基础性的设施,在绝大多数的状态下都不会失灵失效。
既然美军也借入了北斗导航系统,是不是说我们就可以实时定位美军的战机呢?就目前的情况来看,恐怕也做不到。
军事专家此前曾表示,如果要通过导航系统实时追踪某个个体,需要安装一种特制的转发器,比如在船只上就安装有自动识别系统,可以对船只的航行路线实时定位。
可以肯定的是,美军虽然把北斗导航系统当做了备用系统,但他们一定也采取了措施,以避免被我们的技术实时定位。
反过来说,从我们的角度来使用GPS,如果涉及到军事领域,同样也是如此。至于说在战争的状态下,能不能通过导航系统做些什么,从技术的角度来看,那就是另外一回事了。
北斗系统开放而共享
截止到2020年,北斗导航系统的相关技术应用覆盖的国家和地区接近200个,这其中使用中国制造产品的国家有100多个。
毫不客气的说,北斗导航系统已经和GPS一样,在应用上已经覆盖全世界了。也正因为如此,我国对于美军接入北斗导航系统一点儿也不意外。
业内的专家此前曾明确指出,北斗导航系统是一个开放共享的平台,可以给全世界提供服务。这是一个天然好用的系统,对所有使用北斗的用户持开放和鼓励态度。
从技术的角度来看,北斗导航系统的卫星覆盖全球,系统提供的信号地球上任何一个国家都能接收到,美国当然也不例外。
所以说,我们在技术上有着绝对的自信,在商业应用领域一直秉持着免费、开放与很好的服务态度。
更何况,就像上面提到的那样,北斗导航系统和包括GPS在内的其他导航系统,近年来一直在推动信号的兼容以及合作。
我们不会排斥他国的导航系统,融合和共享才是卫星导航最终的发展理念。因为从导航本身来说,所有系统的本质目标都是一致的,信号一旦兼容,哪怕是出现问题,也能实时的使用备用方案。
那么问题来了,北斗导航和GPS在技术上究竟谁更胜一筹呢?
北斗和GPS的主要区别
正因为GPS研发早,所以美国人占了时间上的优势。全球定位系统既可以专门用来形容美国的导航系统,实际上也是所有导航系统的名称。
上世纪70年代,美国开始组织研发GPS,耗资规模300亿美元左右,经过20多年研发,到上世纪90年代开始正式使用。
GPS最初是为军事而生的,不过在随后的应用中逐渐开启了商用,尤其是逐步走向了全世界,其定位功能受到了各国青睐。
值得一提的是,在我国还没有研发北斗导航系统之前,解放军使用的导航系统也是GPS,现在听上去有些不可思议,但是在30多年前就是如此。
因此,从时间线上来看,GPS的研发早于北斗卫星导航系统。我国的北斗系统是从上世纪90年代开启研发的,直到21世纪初期才逐步投入使用。
系统前后经过了三代发展,第一代系统在2000年开始使用,当时主要是进行区域定位服务,到2015年,第三代北斗系统开始建设,2020年完成全球定位服务。
根据此前的规划,未来到2035年,要建成以北斗为核心的综合定位导航以及授时体系。
从卫星的数量和布局来看,GPS截止到目前在轨的卫星共有31颗,分布在6个轨道平面内,运行倾角为55°,平均高度达到了20200km。
北斗导航系统的卫星截止到目前一共有59颗在轨,主要分布在中圆地球轨道、倾斜地球同步轨道以及地球静止轨道区域。
单单从卫星的数量上来看,北斗导航系统的卫星多于GPS,这会让人产生北斗导航系统比GPS更高的印象。
实际的情况是,导航系统不仅仅要看卫星的规模,还要看卫星的布局以及其他因素。
比如卫星上的原子钟,北斗导航第二代系统使用的是铷原子钟,GPS使用的是铯原子钟组合铷原子钟。
因此,此前的二代系统和GPS比起来,后者的精度更优。等到北斗系统第三代开发以后,卫星上搭载使用了氢原子钟。
这样一来,卫星的频率准确度、频率稳定度相比于二代系统提高了一个数量级,达到了世界领先水平,定位精度也得到了进一步提高。
具体到定位精度来看,根据美国国家空间政策委员会公开的报告显示,截止到2023年10月,GPS的定位精度误差在0.1米以内。
而根据中国卫星导航系统管理办公室的公开报告,截止到2023年10月,北斗导航系统的定位精度误差在2.5米以内。
除此之外,根据地基增强技术,北斗导航系统可以提供毫米级别的定位服务,这主要依赖于地面的高精度增强网络,通过实时处理可以进一步提高定位精度。
可能有人觉得北斗导航的精度差一些,可从实际应用的角度来看,能够比肩GPS本身在技术上就已经相当过硬了。最关键的是,卫星导航系统目前还在继续建设中。
而且从功能特点上来看,GPS只能提供定位、导航以及授时服务。北斗导航除此之外还能提供通信功能,其他的导航系统都不具备这个功能。
使用北斗系统的用户可以利用终端设备发送短文信息,不管是处在什么地区,一次可以发送至少1000个汉字,而且不会受到周边设施的限制影响。
从商用以及民用的角度来看,北斗导航系统和GPS两者不分伯仲。随着我国的导航系统进一步建设完善,全面超越GPS几乎是板上钉钉的。
那么,在日常生活中,我们究竟使用的是哪种导航系统呢?
芯片兼容系统可切换
很多人误以为日常的智能手机使用的是单一的导航系统,但实际上,由于各个导航系统之间的信号能够兼容,智能手机的芯片只要能够接受导航信号,就能随时切换导航系统使用。
所以现在绝大多数的智能手机在运行的时候,综合了多个导航系统的信息,进而为用户提供准确的定位服务。
也就是说,彼此之间的兼容度越来越高。以2023年的数据为例:。国内一共生产了2.76亿部智能手机。其中2.69亿部手机都支持北斗导航系统。
关键因素就是手机内部的芯片,只要能够兼容处理,就能接收和解析北斗导航系统的信号,同时也能接收其他导航系统的信号。
除了智能手机,国产的汽车上也都具备了北斗定位和短报文通信功能,北斗导航系统的导航服务也已经覆盖了国内超过100座城市。
目前,国内生产的像智能手机这样的终端设备,都内置了北斗导航芯片,也就是说,无需额外下载软件,就能直接使用北斗导航的定位服务。
北斗第三代系统已经组网完成,在地球上的任何一个角落,只要持有可以接收信号的终端设备,就能够依靠北斗系统完成精确的定位。
这就是为什么,美军会将北斗系统接入成为备用系统的缘故。
结语
综合来看,目前除了北斗导航和GPS以外,其余两个导航系统分别是俄罗斯和欧洲各自研发的,也就是说目前能确切使用的导航系统也就4款。
从技术的角度看,未来基本上不会再有别的导航系统出现,主要就是这4款系统在相互竞争。
谁家的导航系统能够占据优势地位,在未来其实并不是最重要的,未来最关键的是各个导航系统之间信号的兼容和融合。
因为从地球的角度来看,各家导航系统的精度、彼此之间的水平不分伯仲,哪个系统能够更稳定的运行才是未来的重中之重。
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