4、境內監控

    衛星定位系統一般由三部分組成：空間星座部分，地面監控部分和用戶接收機部分。其中，地面地面監控部分又由三大部分組成：監控站，主控站，注入站。

    GPS系統在全球建 5個監控站，1個主控站和3個注入站以保證衛星運行，這些站都設在美國國土上，并且在全球分布很均勻。包括美洲大陸的美國本土，太平洋的關島和夏威夷、印度洋的迭哥枷西亞以及大西洋的阿森松群島。中國沒法把監控站建到全球，所以中國在設計北斗系統時必須考慮到，地面監控部分只建在中國境內，就能夠保證整個系統的正常運行。在境外建站也不是不可以，只是就算建了，也只起到提高精度的作用，絕對不能作為控制功能。這本來是北斗的劣勢，境內監控是被逼出來的，沒有其他選項，但現在成了北斗的安全優勢，不用受制于其他國家。

    如今中國境外的首個陸地遙感衛星數據接收站 “北極站 ”，將于今年在瑞典開工建設，預計兩年建成。中國將在南美洲的阿根廷建造首個境外衛星跟蹤站。從南美到北極，中國衛星產業開啟全球化模式。

    5、分步開通

    6、局部加強，逐步成熟

    理論上 GPS在全球的定位精度是相當的。北斗系統針對中國及其周邊地區是特別加強過的，在國內衛星的幾何條件比較好。單點定位的精度取決于兩個方面：一是觀測量精度，二是所觀測衛星的空間幾何分布。導航中用精度衰減因子 DOP 來表示衛星空間圖形的貢獻，包括：空間精度衰減因子GDOP 、位置精度衰減因子PDOP、時間精度衰減因子TDOP、平面精度衰減因子HDOP、垂直精度衰減因子VDOP、相對定位幾何精度衰減因子RDOP。隨著北斗全球系統逐漸成熟，DOP 越來越小，它在中國及周邊地區的定位精度超過GPS也只是時間問題。“逐步成熟 ” 并不是一個托詞，而是技術、理論上的進步。

   （1）衛星數量增加。

    GPS設計使用21+3顆衛星，即21顆工作衛星，3顆備用衛星。目前GPS實際已經使用了32顆衛星，衛星數量越多，就會得到越多的冗余數據，數據就越可靠，DOP值越小。北斗現在只有16顆，等北斗衛星的數量越來越多，也會得到更多觀測數據，精度提升是必然的了。目前北斗芯片一般會支持 GPS，可能存在以下原因，第一是補充北斗系統的精度，第二是為了開拓市場（剛開始只支持北斗沒人用啊）。這樣的話芯片更復雜，功耗更高，開發難度更大。但也不能說全是壞處，目前兼容不同系統也是行業發展的趨勢，GLONASS芯片一般也要兼容GPS，北斗芯片也有支持GLONASS甚至三個系統的。兼容系統，數據冗余更多了，精度更高，DOP小，這項功能做好了也會成為中國芯片廠商的優勢。

    補充一下，目前魅族MX4，MX4pro，小米4，華為G7，三星S5，NOTE4現在均已支持 GPS、GLONASS、北斗。可以看到，兼容三大導航系統已經是大勢所趨，相信在不久的將來，兼容北斗的終端將會越來越多。

   （2）改正模型優化。

與信號傳播路徑有關的誤差有：對流層折射誤差，電離層折射誤差延遲誤差，多路徑效應，地球自轉效應誤差。這些誤差是沒辦法完全消除的，只能不斷減小。用于改進電離層折射誤差延遲誤差的Klobuchar模型就是根據長時間氣象觀測數據，構造出電離層折射隨時間變化的經驗公式。說白了就是猜出來的，不過是有水平，有數據支持，聰明的猜，才出來后進行試驗驗證，好用就留著，不好用就繼續改。全球不同地區的電離層對流層都是不同的，這些公式是根據國外的觀測數據構造的，用在中國自然會差一些，我們需要給北斗更多的時間累計觀測數據，等待開發或優化更多的適合中國地區的改正模型。

   （3）衛星軌道精度提高。

    衛星的實際運行軌道肯定與設計軌道有一定的差距。偽距定位的原理是：采用距離后方交會的方法確定接收機天線的三維坐標。只有衛星軌道精度提高了定位精度才會高。衛星的軌道是通過監控站的觀測數據擬合出來的，觀測時間越久，累積的數據越多，擬合的軌道越精確。北斗缺少國外的觀測數據，所以軌道精度在亞太地區較高，在國外的軌道精度會比較差。彌補這個缺陷也需要給北斗時間。再提一下地球靜止軌道（GEO）衛星。GEO衛星相對地球做不到完完全全的靜止，會有一定的漂移。而地球同步軌道只有一個，資源非常稀缺，國際上把這個軌道劃分成了一小段一小段的圓弧，衛星只能在分配的范圍內移動，否則可能與其他衛星相撞，所以每隔一段時間就需要調整GEO衛星位置。目前調整北斗采用的是脈沖式，只能按整次數來調整衛星的位置，不能是零點幾次，所以可能出現多一次嫌多，少一次不足的情況。在后續發射的GEO衛星，調整衛星會改用連續式，想噴多少就噴多少，增強衛星控制能力與精度。一旦進行調整，之前的觀測數據就會作廢，需要重新累積數據。在調整衛星期間，那顆衛星處于失效狀態，因為我們不知道它的具體位置，需要幾天時間來重新定軌。但好在GEO衛星數量比較少（5顆），定軌比其他兩種衛星容易一些，速度也比較快一些。其他兩種衛星不存在這種情況，觀測時間久了，擬合的軌道精度自然就提高了，直到它耗盡為止。

    7、定位精度

    北斗系統定位精度由水平25m、高程30m，提高至目前水平10m、高程10m，測速精度由每秒 0.4米，提高至0.2m，受時精度優于20ns，目前在中國及周邊地區，北斗系統服務性能與GPS相當。許院士講座時說，他們的實測精度（按中誤差算）可以達到水平 4—5m，高程 5-6m的精度水平。許院士表示，北斗在剛投入使用就能達到如此精度，這連他們設計北斗系統的時候都沒想到，已經非常滿意了，而且北斗還有很大進步空間，精度還能進一步提高。

    上述10m的精度，很多人認為應該是對亞太地區的平均精度。需要注意的是，北斗的平面精度與高程精度是基本相當的，而GPS系統的水平精度確實不錯，但是它的高程精度是軟肋，比水平精度差得比較多，一般1.5倍到2倍。

    GPS定位精度可以達到mm級，這是能實現的，但是不能脫離限制條件而談。衛星定位方法有很多種形式，如果按用戶衛星測量設備在作業中的狀態，可分為靜態定位與動態定位，若按參考點的位置不同，可分為絕對定位和相對定位。差分技術是基于同步同軌性原理，使用已知點的基準站，計算出改正信息，再發送給流動站，進而改正流動站的瞬時位置。這是針對動態測量的技術，把定位精度由10-40m 提高到小于3m。精度達到mm級應該是靜態的長時間的優質觀測條件下的絕對定位。具體解釋一下，靜態，就是要專門建一個房子，專門建一個固定觀測墩，這時三腳架精度已經不夠，而且還容易被移動。長時間，就是24小時，365天不間斷觀測，這就肯定要保證有電源，而且要求還很高，不能斷電，備用電源神馬的一定要有。優質觀測條件，就是要沒有電磁干擾，沒有高達建筑遮擋，人不能隨意靠近GPS天線，附近不能有平靜水面（會有多路徑效應），沒有大的山坡。不可或缺的是一臺高精度，高穩定性，高品質的 GPS 接收機及其他附屬設施（保存、處理數據等功能）。要滿足這些條件只能遠離城市，在有一定條件的農村，建一個永久的高精度觀測站。不是隨隨便便就能滿足這樣苛刻條件的，建設和運行成本都非常高。北斗要這么觀測，精度肯定也不是10m了，不要隨便道聽途說了一個數據就說比北斗強，請說明觀測條件。特別說明一下，GPS系統使用的是WGS-84坐標系，北斗使用的是CGCS2000坐標系，所以二者的數值不能直接進行比較，需要進行坐標轉換，而坐標轉換一般會帶來精度上的損失。精度是可以在各自坐標系下直接比較的，不用進行坐標轉換。

    8、促進整個制造業的升級

    9、建設速度快