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  • 1 # 軍武資料庫

    這個問題,問得不錯,有環保意識。

    就目前而言,咱們的北斗和美國的GPS在訊號上是相容的,可以互通互用。這一點在2017年年底就有了一個定論。

    這是中美就導航衛星通道複用的問題簽署的一份聯合宣告。

    在宣告中明確了北斗和GPS系統在通道和訊號上都有複用的機制,並且在試用導航晶片的裝置上不需要額外的增加成本就可以使用兩種衛星的導航訊號。

    簽署這份檔案的兩方,一方是中國衛星導航系統管理辦公室,另一方是美國的美國國務院空間和先進技術辦公室。

    這就是衛星導航領域兩個國家各自的相關部門了,有絕對的話語權和政策控制權。

    為啥,我們要和美國相容呢?這就得從衛星載波訊號來說起了。由於衛星在太空中高速運轉,因此在向地面發射訊號的時候會有一些訊號中斷和偏移,這就會導致地面接收機很難單一接受一個完整的單一頻率報文。

    於是現代衛星的技術都是有一個基礎頻率,用於地面裝置的校準,而在基礎頻率之上進行調頻,這樣就可以得到一個有“尺度”的可以確定開始和結束點的載波資訊。

    例如GPS訊號就是用了一個基本頻率f0,這個頻率是10.23Mhz。在空間傳播的時候,這個頻率的穿透性和覆蓋範圍都可以滿足需求,但不能滿足的就是如果在這個頻率上調幅可以承載的資訊量就太少了。於是在這個頻率上又進行了L1和L2調製。

    如果帶入公式上看,我們可以看出來其實L1和L2的載波訊號都是f0的整數倍,因此可以解出f1=154f0;f2=120f0,也就是1575.42Mhz和1227.60Mhz。

    這是基於美國在當年研製GPS系統的時候選出來的最優解。

    這個訊號頻率最適合空間導航訊號的廣播,於是美國就直接用在GPS系統上了。當年美國也不認為其他國家可以搞出來導航系統。因此這個訊號就被不加密的廣播出來了。應用在很多導航裝置上。至於軍方的“加密”訊號其實是在GPS訊號裡面加入了干擾因素,並不是GPS本身的訊號被加密。

    在空間無線電頻率的佔用上是“以先佔先得”的機制來做的,但是衛星通訊上往往還有另外一種機制叫做“少數避讓多數”。美國現在美國有33顆GPS衛星在軌,而我們的北斗有35顆衛星,符合這種少數避讓多數的原則。按理來說美國應該放棄掉現在GPS衛星的頻率給我們讓路。

    其實這也算是咱們打破美國空間霸權的一個勝利,只不過科技領域嘛,大家都懂的,就沒有過多地宣傳這件事。

    相容後,北斗和GPS的接收晶片都可以接受各自的訊號,只不過在報文的頭部資訊中做出了標記,標記出這個訊號是北斗的還是GPS的,在終端應用上只需要區分下報文頭就可以無成本的來區別出兩種不同訊號放到各自的系統中進行解讀。

    當然了作為終端使用者來說,能接收到的衛星訊號數量越多導航越精確,因此——

    現在即便是不帶北斗的手機也能接收到很多北斗的資訊。就出現了各種導航衛星同框的情形。

    在中國和美國發表了相容性聲明後,俄羅斯的Glonass導航系統也遷移了頻率到這個大家都認定的標準之內。不僅僅俄羅斯也這樣跟風了,上面這張截圖還是很有歷史性的,日本也發射了一套叫做準天頂系統的導航衛星,只有四顆衛星,在星曆中不常見。日本的準天頂系統其實也在用“國際統一頻率”。所以上面截圖就有日本的衛星位置。

    基本上可以預期,未來的所有用於導航的衛星系統都會用到相同相相容的頻率。

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