Gps de Hunan

Beidou PK GPS, ¿quién puede ganar?

Como miembro del club GNSS (Global Navigation Satellite System), la navegación y el posicionamiento es una función básica. Primero echemos un vistazo a cómo se comparan las funciones de posicionamiento:

El proceso de posicionamiento de satélites por parte del receptor se puede resumir en dos dimensiones seleccionando al menos cuatro puntos (satélites) en una pizarra y tomando cada punto. como Dibuje círculos con tiza en el centro del círculo (la distancia al satélite medida por el receptor El área de superposición de estas marcas de tiza es el resultado del posicionamiento). Debido a la existencia de varios errores, el resultado de medición de cada satélite se parece más a una franja dibujada con tiza que a una línea sin ancho.

El grosor de la tiza se ve afectado por varios mecanismos de error. Comparando Beidou y GPS, la principal diferencia es la precisión del reloj atómico a bordo. Beidou II utiliza un reloj atómico de rubidio, mientras que el GPS utiliza un reloj atómico. reloj atómico de cesio combinado con reloj atómico de rubidio , en este sentido el GPS es mejor, es decir, las marcas de tiza son más finas. Ahora, la tercera generación de satélites Beidou utiliza relojes atómicos de hidrógeno, la precisión de la frecuencia se ha mejorado de 5 × 10-13 a 6 × 10-14 y la estabilidad de la frecuencia se ha mejorado de 2 × 10-14 (1d) a 6 × 10-15 (1d), en comparación con los satélites de segunda generación, ha mejorado en un orden de magnitud, alcanzando el nivel líder en el mundo, y la precisión del posicionamiento también mejorará aún más.

Además de verse afectado por el grosor de la tiza, es obvio que cuantos más puntos haya en el círculo, es decir, más satélites, menor será el área de superposición, es decir, más Sin embargo, el posicionamiento será preciso, si estos puntos están todos en uno. Si los puntos se concentran uno al lado del otro o incluso se superponen, el área de superposición de las marcas de tiza dibujadas por ellos será muy grande. Cuanto más dispersos estén estos puntos, menor será el grado de superposición de las marcas de tiza dibujadas por ellos, lo que significa que los resultados de posicionamiento obtenidos por el receptor también serán más precisos. Este parámetro que mide la distribución de la ubicación es el llamado valor PDOP. Cuanto más bajo es, mejor será la distribución y más preciso será el resultado del posicionamiento.

Beidou tenía una velocidad de posicionamiento más lenta y una precisión más pobre en su primera generación. Sin embargo, más de diez años después, algunas personas todavía piensan que Beidou simplemente no funciona, diciendo que tiene "pocos satélites". ¿“todavía en construcción” y “La precisión es mucho peor que la del GPS”?

De hecho, a partir de la segunda generación de Beidou, la constelación fue diseñada para la región de Asia y el Pacífico. A diferencia del modelo estadounidense basado en MEO, se adoptó el modelo GEO IGSO MEO. La ventaja es que se utilizan menos satélites para lograr rápidamente una alta precisión en áreas de servicio clave. La desventaja es que el efecto de recepción GEO no es bueno en áreas de alta latitud, el valor del factor de precisión es demasiado grande y el otro lado de la Tierra no puede. ser recibido Con el aumento de los satélites Beidou, estos problemas se resolverán en el futuro.

Aun así, hoy antes de que se haya utilizado la tercera generación, echemos un vistazo a la precisión del Beidou actual. Elijamos un punto en la parte más septentrional de China:

Norte. latitud 52.4476°, que está lo suficientemente al norte Bueno, el área de servicio oficialmente anunciada de Beidou II está solo entre 55° de latitud norte y sur. ¿Cómo es la visibilidad de los satélites Beidou las 24 horas del día en esta ubicación? Como se puede observar en la imagen, el ángulo de elevación disponible a lo largo del día Hay al menos 8 satélites Beidou por encima de los 10° ¿Quién dijo que hay pocas estrellas?

En comparación con el actual GPS "hermano mayor" del club GNSS, la visibilidad del satélite aquí:

¿Descubrió que la cantidad de satélites visibles no es tanta como la de Beidou? ? Siento que podemos hacer grandes noticias como "El GPS fue completamente derrotado por Beidou en China"...

Por supuesto, la arrogancia ciega no es aconsejable. Siempre hay algunas noticias falsas sobre la "derrota instantánea de Beidou". GPS", sólo tiene desventajas pero no ventajas para que la gente entienda Beidou.

Además de la seguridad de utilizar su propio sistema de navegación, ninguno de los cuatro clubes GNSS puede vencer al otro en un instante, ¿de acuerdo? No hace mucho, China y Estados Unidos firmaron la "Declaración conjunta sobre compatibilidad e interoperabilidad de Beidou". y señales GPS" para respaldarse mutuamente y crear armonía...

Acabo de mencionar que hay muchos satélites Beidou, pero el posicionamiento no puede depender solo del número de estrellas, lo que se ve afectado por la configuración de las constelaciones. El ángulo de elevación de Beidou GEO recibido aquí es demasiado bajo y la distribución geométrica no es buena, por lo que el factor de precisión es deficiente:

El factor de precisión geométrica de Beidou alcanza un máximo de 6,0 y fluctúa mucho. El máximo de GPS es 4,4:

Esto se debe a que el satélite Beidou GEO está suspendido sobre el ecuador y se recoge aquí. El ángulo de elevación alcanzado es inferior a 30° y la órbita del satélite IGSO tiene una inclinación de 55. ° Este es el final de la trayectoria en forma de "8", por lo que básicamente no hay estrellas en la mayoría de las áreas de los cuadrantes 1 y 4. Juntos, estos factores conducen a que el valor DOP de Beidou sea relativamente grande, pero no hay problema. si cumple con la precisión de 10 m.

Entonces, si tienes que decir que Beidou no es tan bueno como el GPS aquí, apenas puedes aceptarlo. Por supuesto, con la red de tercera generación, esta brecha pronto desaparecerá. MEO... La siguiente es la distribución del seguimiento satelital GPS de este lugar:

A continuación, elijamos un punto aleatorio en el sur de China:

Latitud norte 26,6940°, longitud este 109,9688° Estas coordenadas están localizadas visualmente en Hunan, aquí Cómo es la visibilidad de los satélites Beidou:

Al menos diez estrellas son visibles en el GPS:

Sigue igual. , no hay mucha diferencia entre el norte y el sur. La atención se centra en el valor DOP, ¿cuál puede ser Luchar o no? El valor DOP de Beidou es el siguiente:

El máximo no supera 3,4. Miremos el valor de GPS:

Puedes ignorar el punto particularmente alto, básicamente todavía está dentro. 4.4, ¡pero es obvio que el de Beidou es más fluido!

La razón por la que podemos mantener una buena distribución de posición en todo momento del día es que las señales de los satélites Beidou GEO e IGSO pueden recibirse de manera estable aquí, a diferencia de todos los GPS, los satélites MEO solo representan un pequeño número. Está compuesto por MEO, que reemplazará constantemente los satélites involucrados en el posicionamiento a medida que cambie el tiempo. Beidou, por otro lado, evita el salto en los resultados de los cálculos causado por el reemplazo de los satélites de posicionamiento y la introducción de una gran cantidad de errores. En ángulos de elevación bajos, cuanto menor es el ángulo de elevación del satélite, más atmósfera atraviesa una señal, más errores introduce. Al mismo tiempo, la señal se desvanece más y se ve más afectada por factores como el multitrayecto.

Aquí los satélites GEO de Beidou son visibles en todo el cielo, los satélites IGSO son visibles más de la mitad del camino y los satélites MEO no permanecen en un solo lugar, simplemente giran en sus propios círculos alrededor de la Tierra, por lo que continúe Uno por uno, el proceso cíclico de ingresar al campo de visión desde un ángulo de elevación bajo, elevarse a una cierta altura y luego bajar el ángulo de elevación para abandonar el campo de visión se repite uno por uno.

Después de combinar estos factores, Beidou definitivamente no es peor que el GPS en términos de precisión de posicionamiento. Entonces, como ingeniero en el norte, quiero quejarme: en esta etapa, las pruebas de Beidou en Guangdong y las pruebas en Heilongjiang son conceptos completamente diferentes. Lo mismo se puede probar fácilmente en Hainan, pero es muy laborioso ir a Harbin. ... …Cuando se complete la red de tercera generación, ya no tendremos que sufrir esta desventaja.

Entonces, en general, en el área de servicio actual de Beidou II, la cantidad de estrellas visibles en todo el cielo de Beidou excede la del GPS, y su distribución de constelaciones también es mejor que la del GPS en la mayoría de las áreas. la diferencia en la precisión del reloj atómico y cuestiones como la distribución de constelaciones en latitudes medias y altas. Es confiable decir que Beidou es comparable al GPS y también es consistente con los resultados de las mediciones reales. Pero ahora que la construcción de la red de tercera generación está en marcha, el número de satélites Beidou aumenta constantemente y el problema más crítico del reloj atómico también se ha resuelto en la tercera generación. Para entonces, ya no tendremos que ser modestos. !

¿Quién dijo que Beidou no se puede posicionar de forma independiente?

Sin embargo, alguien me criticó nuevamente: "El GPS es la fuerza principal en el posicionamiento. Su Beidou solo se usa para compensar los números del GPS. No tiene capacidad de posicionamiento independiente. Sin GPS, su Beidou no es nada. ".

"Espera un momento, estás hablando de QZSS, ¿por qué no puedes usar el dinero del estado para hacer esto de forma independiente?

La razón es obvia, pero no es fácil de demostrar. ¿Por qué? Para los teléfonos móviles, Canales de recepción satelital El hardware existe objetivamente. A menos que las instrucciones de control subyacentes del chip se abran al mundo exterior, el llamado "apagar el GPS" en realidad no cierra el canal de recepción. Simplemente no acepta los resultados del posicionamiento GPS y no puede. Asegúrese completamente de la verificación requerida de "si Beidou puede posicionarse de forma independiente". Después de todo, el algoritmo subyacente del chip es incontrolable. ¿Qué pasa si la persona que diseñó el chip de navegación insiste en usar el GPS en secreto como guía? >El método de prueba es utilizar una cámara anecoica de microondas especial: ¡una cámara de prueba GNSS!

El principio de la cámara anecoica de prueba GNSS es similar al de una cámara anecoica de microondas ordinaria. Ambas protegen el campo electromagnético externo. señales de onda. La señal emitida en la cámara anecoica no se reflejará cuando golpee la pared, pero la banda de frecuencia de la protección clave es diferente para las cámaras anecoicas de microondas que prueban radares o antenas de gran conjunto, el área clara de la. La cámara anecoica de prueba GNSS no necesita ser demasiado grande, porque el tamaño del receptor GNSS no es grande. La diferencia más importante es el simulador de señales de navegación GNSS y un conjunto completo de sistemas de prueba y evaluación. situación de los satélites GNSS en cualquier punto del cielo de la tierra. Puede enviar cualquier señal que desee, enviarla a donde desee, moverla si lo desea, detenerla si lo desea y puede determinar los resultados de posicionamiento del dispositivo. bajo prueba. Realice una evaluación y proporcione resultados de prueba de precisión autorizados.

En el cuarto oscuro, se garantiza que solo se pueden recibir señales de satélite Beidou y la potencia está calibrada para ser consistente con la del aire libre. , que puede eliminar todos los factores incontrolables. Si aún puede localizar en este caso, puede demostrar que el teléfono móvil tiene la capacidad de "posicionamiento independiente de Beidou". sin suspenso:

Los diez satélites recibidos son todos Beidou, y 9 están involucrados en el posicionamiento. No hay GPS y no hay asistencia. Los satélites Beidou son verdaderamente "posicionamiento independiente" en todo el mundo. finalización de la red Beidou de tercera generación en 2020, estarán en este planeta. En cualquier momento, podemos confiar en Beidou para completar el posicionamiento de forma independiente.