简单科普一下北斗系统中的一些概念

最近北斗系统的消息很多，军迷们的讨论也很多，看了好些帖子，感觉大部分军迷对北斗（以其其他GNSS系统）的一些基本概念不是很清晰，再次科普几个容易混淆的概念。

1.定位精度
其实定位精度要分成两大类，伪距定位精度和载波相位定位精度
大部分商业接收机（以及大部分的涉及高动态的军用接收机）都是用伪距来定位。这样的定位精度基本在米级，利用载波相位平滑可以使得内符合精度（就是自己的定位跟自己比）到分米级。利用高级的调制方式，比如伽利略的E5 altBOC方式，理论上可以到厘米级。GPSIII的设计指标也要达到类似的情况，但是具体实现方式还没有确定。

载波相位定位精度可以到毫米级，这个2000年前的测绘接收机都已经可以做到，但是应用有影响，比如不能实时解算（目前可以做到准实时解算），需要参考站，高精度的需要双频接收信号，动态不能高，灵敏度也上不去。具体的原因大家有兴趣的话可以找一本GPS的原理书看看。

总之讨论定位精度的时候要细化才有意义，而且我个人认为对于系统而言，最重要的是鲁棒性，你半个小时定位精度高的意义不如一年定位精度都高的大。

2.北斗vs Galileo
Galileo由于扯皮08年上半年之前的确是一个低估，但是目前已经进入相对稳定的阶段，4颗IOC卫星今年到明年中期都要发射。Galileo的信号调制做的是比较先进的，每种信号都经过细致的考虑。而且欧洲人做事情非常仔细，广泛接收了来自各个方面的意见，信号现在德国的GATE试验场测试，然后发射了两颗卫星测试，信号接口文件ICD都是公开的，接收广泛的测试。我个人测试过giove-A的信号，还是很稳定的。北斗的信号体质相对混乱，在07年被斯坦福高醒心破了M1的码之后震动很大，现在很多频段的调制方式都改了，坦白的说，频段很多，调制方式全抄伽利略和GPS现代化中的新M码，但是具体的分工和应用都明确。公开就不想说了，别说ICD，连个官方管理机构网站都没有，没有经过大量测试的东西，没有经过广泛测试的东西上去问题会很多。我个人的感觉是我们很多的项目都是这样，工作远非细致，做完了拉到，对完整性，鲁棒性可靠性重视不够，更谈不上开方。从下到上要求开方的声音很多，越说约没谱，本来说07年就要公开北斗B1的ICD，到08年就没影了，09年就更不谈了，猫腻太多，不多说了。出于种种因素的考虑，我很害怕北斗2的效益能比北斗1好多少。现在高层对北斗1不满的声音已经开始放出来了。

3.单星和组网
GNSS测量的基础是星载原子钟，CAPS系统除外，国内原子钟的水平我不是很了解，不好乱说，但是GNSS星座的主要问题不仅仅在于一颗卫星的原子钟，而是要所有卫星的原子钟都和GNSS时同步，整个星座的管理能力要求很高，美国用了差不多10年才把GPS系统调整到FOC，国内对大型星座管理基本上是空白，这个东西需要长时间积累，也就是说，不是说吧卫星都发上去，就能用的。

4.终端
定位精度授时精度都是靠终端来实现。
国内接收机终端的水平距离国外还有很大差距，更关键的是有积累的公司太少。而北斗的接收机还不向民营企业开方（即使是民用码），没有竞争，自己子弟单位做的东西都在低水平徘徊，指标一个比一个高，没几个敢拿出来给人用的。具体的我就不多说了，说个大家不关注的授时功能，上来就说指标10ns，其实要完成这么高精度的授时是非常困难的，射频前端，数字部分的延迟都要精确测量，群延迟要精确补偿，非常麻烦，大家可以看看世界一流的同步公司symetricom公司的产品，人家1w美金的产品还不如国内100快模块提的指标高。

总之，国家下大力气投入北斗是好事，但是我们还有很多路走，大家不要盲目乐观，短期内北斗2比伽利略先进的可能性不大，即便比Glonass也不敢说，Glonass目前在L2上普遍现实了民码，可以发射CDMA的k星今年开始发射，业界看好Glonass远比北斗来的高。我们还有很多事情要做。最近北斗系统的消息很多，军迷们的讨论也很多，看了好些帖子，感觉大部分军迷对北斗（以其其他GNSS系统）的一些基本概念不是很清晰，再次科普几个容易混淆的概念。

1.定位精度
其实定位精度要分成两大类，伪距定位精度和载波相位定位精度
大部分商业接收机（以及大部分的涉及高动态的军用接收机）都是用伪距来定位。这样的定位精度基本在米级，利用载波相位平滑可以使得内符合精度（就是自己的定位跟自己比）到分米级。利用高级的调制方式，比如伽利略的E5 altBOC方式，理论上可以到厘米级。GPSIII的设计指标也要达到类似的情况，但是具体实现方式还没有确定。

载波相位定位精度可以到毫米级，这个2000年前的测绘接收机都已经可以做到，但是应用有影响，比如不能实时解算（目前可以做到准实时解算），需要参考站，高精度的需要双频接收信号，动态不能高，灵敏度也上不去。具体的原因大家有兴趣的话可以找一本GPS的原理书看看。

总之讨论定位精度的时候要细化才有意义，而且我个人认为对于系统而言，最重要的是鲁棒性，你半个小时定位精度高的意义不如一年定位精度都高的大。

2.北斗vs Galileo
Galileo由于扯皮08年上半年之前的确是一个低估，但是目前已经进入相对稳定的阶段，4颗IOC卫星今年到明年中期都要发射。Galileo的信号调制做的是比较先进的，每种信号都经过细致的考虑。而且欧洲人做事情非常仔细，广泛接收了来自各个方面的意见，信号现在德国的GATE试验场测试，然后发射了两颗卫星测试，信号接口文件ICD都是公开的，接收广泛的测试。我个人测试过giove-A的信号，还是很稳定的。北斗的信号体质相对混乱，在07年被斯坦福高醒心破了M1的码之后震动很大，现在很多频段的调制方式都改了，坦白的说，频段很多，调制方式全抄伽利略和GPS现代化中的新M码，但是具体的分工和应用都明确。公开就不想说了，别说ICD，连个官方管理机构网站都没有，没有经过大量测试的东西，没有经过广泛测试的东西上去问题会很多。我个人的感觉是我们很多的项目都是这样，工作远非细致，做完了拉到，对完整性，鲁棒性可靠性重视不够，更谈不上开方。从下到上要求开方的声音很多，越说约没谱，本来说07年就要公开北斗B1的ICD，到08年就没影了，09年就更不谈了，猫腻太多，不多说了。出于种种因素的考虑，我很害怕北斗2的效益能比北斗1好多少。现在高层对北斗1不满的声音已经开始放出来了。

3.单星和组网
GNSS测量的基础是星载原子钟，CAPS系统除外，国内原子钟的水平我不是很了解，不好乱说，但是GNSS星座的主要问题不仅仅在于一颗卫星的原子钟，而是要所有卫星的原子钟都和GNSS时同步，整个星座的管理能力要求很高，美国用了差不多10年才把GPS系统调整到FOC，国内对大型星座管理基本上是空白，这个东西需要长时间积累，也就是说，不是说吧卫星都发上去，就能用的。

4.终端
定位精度授时精度都是靠终端来实现。
国内接收机终端的水平距离国外还有很大差距，更关键的是有积累的公司太少。而北斗的接收机还不向民营企业开方（即使是民用码），没有竞争，自己子弟单位做的东西都在低水平徘徊，指标一个比一个高，没几个敢拿出来给人用的。具体的我就不多说了，说个大家不关注的授时功能，上来就说指标10ns，其实要完成这么高精度的授时是非常困难的，射频前端，数字部分的延迟都要精确测量，群延迟要精确补偿，非常麻烦，大家可以看看世界一流的同步公司symetricom公司的产品，人家1w美金的产品还不如国内100快模块提的指标高。

总之，国家下大力气投入北斗是好事，但是我们还有很多路走，大家不要盲目乐观，短期内北斗2比伽利略先进的可能性不大，即便比Glonass也不敢说，Glonass目前在L2上普遍现实了民码，可以发射CDMA的k星今年开始发射，业界看好Glonass远比北斗来的高。我们还有很多事情要做。