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应用案例北斗授时与GPS授时系统不同之处
时间：2017-05-08 发布者：中新创 浏览次数：次
同步网是面向移动通信网络提供高质量高可靠定时基准信号、保证网络定时性能质量和通信网同步运行的关键，需基于卫星导航系统组建定时源头设备，以获取高达微秒量级的时间精度。因此，卫星导航系统在构建同步网中具有举足轻重的作用，我国通信网络使用的卫星导航系统主要是美国的GPS导航系统。
在我国移动通信网中，三大运营商的2G/3G/4G基站高精度时间同步主要解决手段仍是采用卫星授时接收机。目前是在2G/3G/4G每个基站上标配GPS授时模块，只有极少部分采用北斗/GPS 双模授时接收机或模块（比例极低）。特别在4G网络研发生产中，中国TD-LTE制式国内华为、中兴、大唐厂家设备占主导的情况下，仍在大量使用非自主卫星授时GPS接收机进行同步授时，一旦发生类似中国“银河号”货轮在公海航行、美国故意局部干扰甚至关闭GPS事件，后果将不堪想象，会直接引发通信网络的整体瘫痪，安全现状令人堪忧。
北斗卫星导航系统是我国自行开发和部署而不受其他任何国家制约的独立自主的卫星导航系统，目前已完成覆盖亚太区域，性能已达到或超过GPS系统，对国家而言，应用安全性是其较大的优势。在北斗卫星导航系统日渐完善和市场逐步建立的情况下，适时推广部署应用北斗卫星授时以提高网络安全的需求越来越迫切。
建议国家尽快对此作出强制性要求：新建通信系统必须使用北斗授时系统，已建通信系统必须尽快进行北斗授时系统改造，单站授时单元改造成本很低，安全性可以得到极大提升。
北斗系统和GPS定位方式和原理上一脉相承。GPS由美国设计于70年代而成形于90年代，而北斗系统（正式的北斗系统为北斗二代）启动于2004年，实际上是对GPS的一个模仿。那么可以说，北斗和GPS基本相同，功能上都是为用户提供位置/时间信息：用户持有一台导航仪，通过接收GPS/北斗卫星信号，分析出用户的位置。顺便说下北斗二代是无源定位，即知识导航仪接收卫星信号而不向卫星发射信号，所以没有短信功能。在具体实现这个功能时，两个系统在很多方面都是不一样的，比如其他几位提到的信号频点，卫星星座，坐标系等等。然而既然这两个系统都是以为用户提供位置为目的，那么核心的差别应该是两个系统在定位精度上的差别。那么其它的不同，有些是基本上无关紧要的（比如采用不同的时间/空间坐标系，本质上只是一种约定俗成），还有一些主要反映在对定位精度的影响上。定位精度当然是需求越高越好。那么新发展出来的北斗在与GPS相比时的区别主要在于 1）GPS里一些由于各种原因我们模仿不了的东西，导致定位精度下降。 2） 北斗设计上的一些创新和改进。
卫星位置引入的误差。要用卫星给地面的用户测量位置，首先要有地面上的监测站来测量卫星的位置。检测站的位置是已知的，那么通过上面类似的原理，可以测量卫星的位置。可以想象，如果北斗的监测站全部都在中国境内，那么当一颗导航卫星运行到南美上空时，没有监测站可以直接观测到这颗卫星，因此就不能测量它的位置（只能通过牛顿定律什么的推出一个粗略的位置），会导致定位精度下降。GPS系统依托美国遍布全球的海外领土和军事基地，各种监测站随便建，不存在这个问题。- 原子钟误差。貌似我们的原子钟技术落后一些，导致这个误差北斗略大一些。不懂行，不敢乱说。- 卫星的几何分布。卫星网越密集，用户可用的卫星数目就越多，因此能达到更好的卫星几何分布，从而达到更高的定位精度。这点上北斗在一定程度上是有优势的。GPS设计有24颗卫星，这种星座设计的目标是保证全球任何地点，任意时刻，有至少四颗可见卫星。当然这四颗卫星的分布不一定很好。
在我国移动通信网中，三大运营商的2G/3G/4G基站高精度时间同步主要解决手段仍是采用卫星授时接收机。目前是在2G/3G/4G每个基站上标配GPS授时模块，只有极少部分采用北斗/GPS 双模授时接收机或模块（比例极低）。特别在4G网络研发生产中，中国TD-LTE制式国内华为、中兴、大唐厂家设备占主导的情况下，仍在大量使用非自主卫星授时GPS接收机进行同步授时，一旦发生类似中国“银河号”货轮在公海航行、美国故意局部干扰甚至关闭GPS事件，后果将不堪想象，会直接引发通信网络的整体瘫痪，安全现状令人堪忧。
北斗卫星导航系统是我国自行开发和部署而不受其他任何国家制约的独立自主的卫星导航系统，目前已完成覆盖亚太区域，性能已达到或超过GPS系统，对国家而言，应用安全性是其较大的优势。在北斗卫星导航系统日渐完善和市场逐步建立的情况下，适时推广部署应用北斗卫星授时以提高网络安全的需求越来越迫切。
建议国家尽快对此作出强制性要求：新建通信系统必须使用北斗授时系统，已建通信系统必须尽快进行北斗授时系统改造，单站授时单元改造成本很低，安全性可以得到极大提升。
北斗系统和GPS定位方式和原理上一脉相承。GPS由美国设计于70年代而成形于90年代，而北斗系统（正式的北斗系统为北斗二代）启动于2004年，实际上是对GPS的一个模仿。那么可以说，北斗和GPS基本相同，功能上都是为用户提供位置/时间信息：用户持有一台导航仪，通过接收GPS/北斗卫星信号，分析出用户的位置。顺便说下北斗二代是无源定位，即知识导航仪接收卫星信号而不向卫星发射信号，所以没有短信功能。在具体实现这个功能时，两个系统在很多方面都是不一样的，比如其他几位提到的信号频点，卫星星座，坐标系等等。然而既然这两个系统都是以为用户提供位置为目的，那么核心的差别应该是两个系统在定位精度上的差别。那么其它的不同，有些是基本上无关紧要的（比如采用不同的时间/空间坐标系，本质上只是一种约定俗成），还有一些主要反映在对定位精度的影响上。定位精度当然是需求越高越好。那么新发展出来的北斗在与GPS相比时的区别主要在于 1）GPS里一些由于各种原因我们模仿不了的东西，导致定位精度下降。 2） 北斗设计上的一些创新和改进。
卫星位置引入的误差。要用卫星给地面的用户测量位置，首先要有地面上的监测站来测量卫星的位置。检测站的位置是已知的，那么通过上面类似的原理，可以测量卫星的位置。可以想象，如果北斗的监测站全部都在中国境内，那么当一颗导航卫星运行到南美上空时，没有监测站可以直接观测到这颗卫星，因此就不能测量它的位置（只能通过牛顿定律什么的推出一个粗略的位置），会导致定位精度下降。GPS系统依托美国遍布全球的海外领土和军事基地，各种监测站随便建，不存在这个问题。- 原子钟误差。貌似我们的原子钟技术落后一些，导致这个误差北斗略大一些。不懂行，不敢乱说。- 卫星的几何分布。卫星网越密集，用户可用的卫星数目就越多，因此能达到更好的卫星几何分布，从而达到更高的定位精度。这点上北斗在一定程度上是有优势的。GPS设计有24颗卫星，这种星座设计的目标是保证全球任何地点，任意时刻，有至少四颗可见卫星。当然这四颗卫星的分布不一定很好。
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