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北斗导航 会是GPS导航的有力挑战者吗

来源:北斗宇星  时间:2015-01-16

思腾GPS车辆监控运营平台】最近媒体报导了“北斗高精度手机”面市的消息,让北斗卫星导航系统又一次走入了公众视野。与之前北斗亮相时多强调军事、安全、工业用途不同,此次搭载北斗导航功能的手机是面向消费和商用市场。“北斗手机”打出了“1米精度”的宣传,对比常用的GPS系统10-20米的精度显然是大幅胜出。根据相关企业的计划,北斗导航系统预计从明年开始会在国内大范围推广使用,直接与美国的GPS定位系统竞争。那么,这一国家自行开发部署的卫星导航系统能有足够的实力与GPS抗衡,甚至取而代之吗?它又能给普通用户带来什么好处呢?

    北斗系统是全球四大卫星导航系统(其他三家分别为美国GPS、欧洲伽利略和俄罗斯格洛纳斯)之一,由中国自主研发,预计2020年完成全球部署。2012年北斗开始向亚太大部分地区提供免费卫星导航服务。从原理、技术水平和性能来说北斗与GPS基本一致,理论上说使用哪套系统的体验都是接近的。政府部门、军队、重要企业等使用北斗则可以避免GPS可能的干扰,对于国防安全来说这意义重大。

但是对于普通消费者和商业用户,北斗导航系统还是个陌生的品牌。虽然顶着国产自主研发的荣誉,还宣传拥有比GPS更高的性能,但其具体效果如何还缺乏市场的检验。

    卫星导航系统最重要的指标就是覆盖率和定位精度。由于目前北斗卫星星座已经覆盖亚太多数地区,在国内北斗的覆盖率和GPS是不会有什么差别的。双方比拼的主要指标就是定位精度了。目前GPS系统普遍可以做到10米-20米的精度,对于大多数的民用场景来说已经够用了。当然,如果定位精度能普遍提高到1米级别,卫星导航技术的应用场景也会增加许多。只是北斗真能像其宣传的那样提供1米级别的定位服务吗?

    从北斗的相关资料我们会发现,正常状态下其定位精度为10米-20米级别,与GPS相当,不存在特别的优势。而“1米精度”实现的前提条件是“地面增强系统”的辅助。那么什么是地面增强系统呢?卫星定位的基本技术原理是设备接收地球轨道上运行的多颗卫星发出的授时信号,通过信号传输的耗时计算设备与不同卫星之间的距离。由于卫星在同步轨道相对地面的位置已知,设备通过三角定位法即可计算出自己所处的地面方位。这一过程中由于轨道误差、时钟误差、大气影响等因素,定位精度不可能无限提升。为了进一步增强定位精度可以在地面建设基准站。基准站知道自己的精确方位,将这个方位与接收到的卫星定位坐标比对就可以得到定位的偏差值。之后在基准站附近的用户接收到站台发出的修正信号就可以减少从卫星定位得来的误差,提高定位精度。以GPS系统为例,经过地面站修正后的定位精度可以提升至1米至数米级别。北斗导航宣称的1米精度即是在地面站辅助系统帮助下实现的精度。

    显然这里人们会注意到一个问题,那就是地面辅助系统是不是随处都有呢?当然不是,按照北斗系统的推广计划,国内要到2020年才会普遍建成北斗的地面增强站点网络。在那之前地面站将从大中城市逐渐铺开,上海将是最早覆盖地面站的地区。如果没有地面站支持,北斗的使用精度相比GPS就并没有优势。如果用户以为北斗能提供更高的精度又处于没有地面站支持的区域,那么出现较大定位误差时用户自然会指责北斗性能与宣传不符。这种情况如果出现较多,北斗系统在民用市场的信誉就会大受影响。

    除了定位信号网络性能外,另一个影响北斗导航系统民用普及之路的重要因素就是导航芯片的水平与普及速度。目前手机芯片大厂高通已经推出了内置北斗定位功能的手机芯片,并被国内外几个厂商的多个手机型号使用。国内也有芯片研发企业推出了北斗定位的独立芯片模块。对于智能手机来说,独立的芯片模块显然不如整合入主芯片的功能好用,芯片面积、功耗和成本等方面都是后者占优。高通带头集成北斗导航功能后,华为海思、联发科等企业将陆续跟进,加上政策鼓励,国内销售的手机将很快普及这一功能。因此预计未来终端芯片支持方面北斗系统并不需要过多担心。决定其市场前景的还是地面辅助网络的建设速度。如果地面网络推广太慢,用户体验不到北斗相比GPS的优势,那么多数用户可能还是会更倾向于成熟的GPS系统。即便手机芯片同时支持两种系统的定位功能,但各种导航应用也可能优先选择用GPS来定位。这样,北斗的市场占有率就很难提升了。

    若地面辅助网络可以快速推进普及,北斗在国内的应用前景就非常广阔了。在地面站的支持下北斗可以实现GPS难以做到的室内高精度定位,而室内定位正是导航应用领域未来的一个重要的潜在市场。现有的室内定位技术多以楼宇内部署的wifi热点作为定位参考点,覆盖率很难大幅提升且精度有限。如果北斗可以普及高精度室内定位,则未来的使用率会迅速超越GPS成为国内主流。届时,消费者逛大型商业区也不怕迷路了,仅凭手机就可以轻松确定自己在商场中的准确方位。在室外应用场合,1米级别的高精度定位能力也会让北斗相比GPS更受欢迎。未来辅以3D地图和虚拟实景技术,用户使用导航功能的体验相比现在会是一个飞跃。

    综合来说,北斗导航系统虽然看上去很棒,但其成功与否的关键还在于实打实的地面设施建设。考虑到目前地面网络的覆盖率太低,北斗现在宣称的能达到超高精度、室内定位等优势更多停留在纸面。国内有不少厂商意图凭借这一概念融资圈钱,他们制造声势也是必然的。但是对于消费者而言,未来几年内GPS系统仍将是更好的选择。等到北斗普遍实现其宣传的性能指标时用户自然会从GPS转移到这里。在那之前就算政府大力推广,恐怕市场也不会买账。归根结底用户要的是实际效果,看的是产品的诚意,而不是华而不实的宣传与噱头。