出品：科普中国

制作：董工

监制：中国科学院计算机网络信息中心

北斗跟GPS比，到底谁更强？北斗到底能不能“甩开”GPS，独立定位？

北斗 PK GPS，谁能嬴？

作为GNSS（Global Navigation Satellite System全球导航卫星系统） 俱乐部的一员，导航定位是基本功能。先来看看，定位功能是怎么比较的：

接收机使用卫星定位的过程可以在二维抽象成在一个黑板上选至少四个点（卫星），以每个点为圆心，分别用粉笔画圆（接收机测量的到卫星距离），这些粉笔迹的重叠区域就是定位的结果。因为各种误差的存在，对每颗卫星测距的结果更像是一条粉笔画出来的带，而不是一条没有宽度的线。

粉笔的粗细受各种误差机制的影响，北斗和GPS比较，主要是星上原子钟的精度不同，北斗二代使用的是铷原子钟，GPS使用的是铯原子钟组合铷原子钟，在这点上是GPS更优，也就是粉笔迹更细一些。而现在北斗三代卫星使用的是氢原子钟，频率准确度由5×10-13提高到6×10-14，频率稳定度由2×10-14（1d）提高到6×10-15（1d），相比二代卫星都提高了一个数量级，达到世界领先水平，定位精度也将进一步的提高。

除了受粉笔粗细的影响，显然画圆的点越多，也就是卫星数越多，重叠区域也就越小，也就是定位越精确，但是，如果这些点都在一侧集中，甚至重叠的话，它们画出的粉笔迹的重叠区域会变得很大，反之这些点越分散，画出的粉笔迹重叠度也就越低，也就表示接收机得出的定位结果也就越精确。这个衡量位置分布的参数就是所谓的PDOP值，越低代表分布越佳，定位结果越精确。

北斗一代时候确实定位速度慢一些，精度差一些，怎么都十多年过去了还有人觉得北斗就是不好使，说什么“卫星少”、“还在建”、“精度比GPS差远了”？

其实从北斗二代开始，星座就是针对亚太地区设计的，不同于美国MEO为主的模式，采用了GEO IGSO MEO的模式。优点是用较少卫星快速在重点服务区域达到高精度，缺点是高纬度地区对GEO接收效果不好，精度因子值偏大，还有就是地球另外一边收不到，随着北斗卫星的增多，这些问题以后都会解决的。

即便如此，在三代还没用上的今天，看看现在的北斗精度如何吧，我们在中国最北边选个点：

北纬52.4476°，够北了吧，官方公布的北斗二代服务区域可是只在南北纬55°之间，这个位置一天24小时北斗卫星的可见性如何呢：

如图可见，全天可用的仰角在10°以上的北斗卫星至少有8颗，谁说星少来着？

对比现在GNSS俱乐部“一哥”GPS，在此地的卫星可见性：