北斗卫星导航系统技术上可以和GPS一代媲美
定位精度两者差距不大，GPS系统更成熟些首先，中国的北斗卫星导航系统确有值得称赞的地方，它是继美国GPS、俄罗斯GLONASS后第三个进入GNSS（全球定位导航系统）俱乐部的导航系统，也是联合国卫星导航委员会已经认定的供应商之一。
而且，在技术上北斗是足以比肩第一代GPS系统的。来自中科院杨元喜的数据表明：北斗卫星导航系统将发射5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，在2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。与美国第一代GPS系统相比，北斗规模更庞大。
不过虽然卫星数量上占优，但两者的精度差距却不明显。北斗定位的误差在5-10米左右，而GPS的误差也在6-10米上下。
在另一方面，GPS的优势却很明显，即GPS有将近20年的系统运行历史。美国的GPS系统早在1994年就已经可以实现全球全天候覆盖的定位导航，1994年至今积累的运维经验和数据累积使得GPS系统在应对不同情况时的可用性远超其它导航系统，而北斗系统要到2020年卫星发射完成才能实现全球覆盖。
北斗有GPS不具备的互动性，这一功能在边远地区有优势
中国航天科技集团公司导航工程办公室主任吴东曾这样描述北斗导航系统：“北斗将导航与通信紧密结合了起来。世界上其他的全球卫星导航系统只是告诉用户什么时间、在什么地方，而北斗系统除此之外还可以将用户的位置信息发送出去，使用户想告知的其他人获知用户的情况，而这种互动性也是北斗系统最大的优势。”
事实也的确如此，目前北斗导航系统已在交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援等行业都有了一定的应用。北斗一代自2003年底正式运行以来，到现在已注册用户数大约在10万，其中渔业应用最广，占比超过60%。渔政部门已通过北斗向渔民发送了12500条气象警报。还根据北斗反馈的定位信息，救助了渔船6艘，旅游船1艘，救助渔民27人，游客6人，危重病人1人。更有渔民称：“船上只供奉两样东西，一是妈祖，二是北斗。”
但对于生活在非偏远地区的用户来说，北斗系统的互动性却是一个不必要的“附加功能”。手机网络的全覆盖，使得在非偏远地区依靠移动设备进行双向信息沟通根本不是难事。
长期看，GPS二代无缝升级已开始，三代已进入研发后期，技术上仍领先
值得注意的是，现有的北斗和GPS的参数比较都是在北斗二代和GPS一代之间进行的。在数据上，北斗二代的精度与GPS一代不相伯仲，而抗干扰能力比GPS更好。但这些在2020年北斗实现全球覆盖的时候便会成为过去式。
因为美国波音公司空间和智能系统部门（Boeing SpaceandIntelligence.Systems）和洛克希德马丁公司（Lockheed Martin）目前正在建造30颗新的GPS卫星（GPSIIF），用以将第一代GPS系统原有的28颗卫星（包括4颗备用卫星）1个接1个地替换掉。
这些新卫星将使GPS的性能发生质的飞跃：升级后的GPS商用信号容量会翻3倍；精度会大幅提高；系统的速度会更快；卫星上将装备更加准确的原子钟，精度达到10亿分之一秒；而且还会使用新的抗干扰技术。在过去两年，美国就已经发射了三颗新一代的GPSIIF卫星，而整个升级估计会于2020年左右完成。
所以说，当中俄以及欧洲忙着建设自己的第一代全球卫星定位系统的时候，美国已经开始对自己的GPS系统进行无缝换代了。不仅如此，根据美国《航空周刊》报道，GPSIIF之后的更新一代的GPSIII卫星的研制也进入攻坚阶段，并且计划在2014年5月份发射，而第二颗第三代卫星则计划在首次发射后的9个月后发射。
GPS已形成市场覆盖，北斗处于要“挤进去”的角色在中国
在中国，GPS现有市场覆盖率超过95%
除了在技术上的差距，北斗在市场占有率上也远远落后于GPS。根据中国卫星导航定位协会咨询中心的统计，截至2011年年底，我国北斗一代终端社会持有量为10万余套，参与北斗终端研发或销售的企业数量只有50到60家，年产值不超过4亿元；而同一时期，GPS导航终端2011年的总销售量突破4500万台，产值接近700亿元，参与企业超过6800家。北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其估计，GPS目前垄断国内导航产业95%以上。
还有一个例子可以证明国内对GPS的高依赖性所言非虚，在2010年1月13日，中国电信CDMA网络大范围故障告警，涉及全国绝大多数省份，原因就在美国GPS系统升级过程中出现了问题。
世界范围内，手机GPS的集成率超过80%
另一个导航系统应用大户手机端，也照旧是GPS的天下。手机和GPS的集成已经成为了行业规则。根据咨询公司iSuppli的数据，具有GPS功能的手机在2011年第四季度就已经占全部手机的79.9%，达3.183亿台。预计在2012年，这个数据仍会提高，达到超过80%，而在所有手机中，智能手机的GPS集成率是最高的。
要争得市场，仅依靠"国产"旗号还不够
北斗目前依赖政府机构采用，有待进入广泛市场
没有商业应用的支撑和大规模应用，仅凭部分行业的使用和军事应用，北斗导航系统很难完善。但从商业角度而言，由于前文提到的技术无突出特长、升级潜力低、市场占有率小和用户使用习惯等因素，北斗的性价比肯定难以和同样免费的GPS抗衡。
事实上，目前北斗系统的社会应用除了如渔业和林业外，就主要局限于政府机构的大规模使用。广州政府就是北斗系统的一个采购大户。在2011年8月，广州市8360台公务用车陆续安装了北斗定位终端，在之后又签约订购了10000台继续安装。
北斗应避免国产系统以往常出现的糟糕使用体验，才能走得更远
国产系统让人忧虑的使用体验也会影响用户的选择，而且这点有前车之鉴。曾经号称中国区域内数据资源最全的地理信息服务网站“天地图”在2010年10月21日开通。开通时，据中国国家测绘局称：“天地图”的诞生标志着中国正式涉足网络卫星地图这一领域。但这一服务一经推出，就被人发现“天地图”的卫星图与谷歌地图同源，而且数据要老于谷歌卫星图4年。到最后，国家测绘局自己也承认了这一点。此外，该系统各种载入刷新极慢，用户体验很差，远远落后于各家商业网站的地图服务，到今天也鲜有人使用。
还需要补充的一点，北斗系统对用户隐私权的保护能否到位也值得商榷。当然，这一问题在它的对手GPS也同样存在：《时代》周刊2010年8月发表了一篇亚当科恩（AdamCohen）的文章《老大哥在用GPS看着你》，其中对定位系统如何侵犯隐私有段这样的表述：“在午夜时分，美国政府特工偷偷溜你家后院，在你的汽车上装个GPS设备，这样一来便可以随时随地监控你的行动。而且这并没有触犯《第四修正案》的权利，因为在自家的车道上美国公民没有获得合理的隐私权，并且也没有合理的理由让政府停止监控这种行为。”
电力工业关系到国家能源安全和国民经济命脉。被称为中国版GPS的"北斗"导航系统，结束了我国电力运行时间完全倚赖美国GPS全球定位系统的历史。随着智能电网的大发展，北斗导航系统在电力系统中的应用将更为广泛和重要。它能否与已经占据我国95%市场份额的美国GPS进行抗衡？将来有着怎样的发展前景？为此，记者进行了深入调查。
电力授时参“北斗”——关于北斗电力全网时间同步管理系统
2010年4月14日7时49分，青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震。随后，一则新闻消息引起人们的注意，中央军委调拨了100多台“北斗一号”导航系统支援青海玉树地震灾区用于救灾。这是中国“北斗”系统第二次在抗震救援中出现。“北斗”系统首次在抗灾救援的实战中亮相，是在两年前的汶川地震救灾中，此前，在西方媒体的视野里，中国“北斗”一直披着神秘的外衣。
2008年5月12日，汶川地震发生后，当地通信完全中断，汶川瞬间成为信息孤岛。5月13日中午12时，位于北京的“北斗一号”卫星导航定位指控中心监测到一支携带了“北斗一号”终端机的部队，开始沿着马尔康、黑水、理县到汶川的317国道，以每小时6公里左右的速度一路急进。
“这是哪支部队?”卫星导航定位指控中心工作人员欣喜之后是疑惑。通过对该部队所持定位终端发向指控中心的信号特征分析，这是一个民用级终端设备，并很快被证实该部队是隶属于四川武警总队的森警总队先遣队。
随后，先遣队队员通过随身携带的“北斗一号”卫星导航手持终端机向指挥中心发出来自各个受灾点的短报文信息，救灾随即大面积展开……
“北斗”的发展，被视为中国军事作战能力提升的信号，未来将有望摆脱卫星导航系统由美国GPS一统天下的尴尬。该系统在抗震救灾中的亮相吸引了外界的诸多关注，也由此揭开了该系统在除军事领域外更广范围的应用。
试水电力：中美GPS的暗战
北斗卫星导航系统实际上可以定义为“中国版的GPS”，基本包含了人们熟知的美国GPS导航定位功能。它包括北斗1号和北斗2号的2代系统。由北斗卫星、地面中心、配备基本型用户接收机的用户组成，可为用户提供一定区域内的导航、授时和长达120字的短报文通信服务功能。
“北斗”系统在我国军事、国防领域承担着特殊的使命，在电力、交通等民用商业领域是否也存在巨大价值和发展空间呢？
一个事实是，美国GPS系统已经在我国电力、交通等各领域被广泛运用，随着我国“北斗”系统的崛起，中美两个版本的GPS在民用领域的“暗战”逐渐明朗化。
2010年全国“两会”刚刚结束，我国主流媒体发出声音，“北斗时间”系统首次顺利引入我国电网数字化变电站，此举标志着我国电力运行时间完全依赖美国GPS的结束。
“北斗时间”，实际上是“北斗”导航系统中一项重要功能，即利用北斗卫星播放的高精度时间信号作为设备的主要时间源进行高精度授时。在北京国智恒电力管理科技有限公司执行总裁杜光耀看来，“北斗时间”系统被顺利引入我国电网数字化变电站，“具有积极的意义”。
此前，美国GPS普遍存在于我国电力系统内，而且主要作为授时手段承担其功能，通过其民用频道向电力系统的安全自动保护设备、电力自动化设备等提供授时信号。
虽然“北斗”进入电力领域的举动显得波澜不惊，但仍然宣示着一个即将被打破的局面，美国GPS，这个在我国电力授时领域内的长久面孔，将不再是唯一面孔。
然而，这个中国本土化的新兴授时系统能否被电力行业认可？目前的运行情况又是如何呢？
全称为“北斗电力全网时间同步管理系统”的精准授时系统，以我国自行研制和建立的“北斗一号卫星导航定位系统”为基础，顺利引入我国数字化变电站，目前在富春江电厂、新安江水电站、南京500千伏东善桥变电站等地挂网运行。此举结束了我国电力运行时间完全依赖美国GPS全球定位系统的历史，使得以往缺乏安全保障的“美国授时”变为“中国授时”。
无论是“美国授时”还是“中国授时”，一个疑问在于，授时系统对于整个电力系统而言扮演着怎样的角色，而后者对于前者的替代，又意味着什么？
谁主沉浮：导航舞台不再专美
苍穹中，由大熊座中排成勺形的7颗星在中国被称为北斗，而因北斗辅助定向的作用，它被用作我国自行研发的卫星定位系统的别称。古人曾根据初昏时斗柄所指的方向来决定季节，今人因北斗系统的精准定位而实现授时。
在电力系统，“北斗”如何完成授时呢？
据北京国智恒电力管理科技有限公司研发中心经理张成平介绍，随着我国电力系统自动化水平的提高，单个变电站以及全网的运行都需要在总体的时间上达到同步一致。“比如某个点跳闸，即使时间上相差几微秒，但是在空间上的物理距离可能相差很远。电力系统的同步基本要做到频率同步、相位同步、功角同步。”张成平说，时间同步一个显著的优点在于，当电网某处发生事故，要排查原因到底出在哪，如果时间不同步，很难在第一时间准确定位故障的方位。
上海汉鼎电力科技有限公司工程师焦通向记者介绍了“北斗”授时的基本工作原理：“北斗电力全网时间同步监控系统”主要包括地面中心主站监控系统和安装在各个厂站的时间同步装置组成。首先在各个厂站安装时间同步装置，该装置通过跟踪发射在空中的卫星高精度时标，并提供各类标准时间信号，地面中心主站监控系统利用北斗通讯信道，完成对厂站的时间同步装置运行状态监测、时间比对和同步控制功能。
从“北斗授时”的功能看来，该系统不仅能全时段、全区域地控制电力全网内所有时钟的信息，实现真正意义上的全网同步；还可以自动监视系统中各单位时钟状态，并运行主动干预和控制，实现了对系统设备的远程维护，提高了电力授时的科学化和智能化程度。
尽管授时功能在提高效率上有着重要的优势，但是对于电力系统到底有多重要？
实际上，在我国早期的电网运行中，全网同步的概念并不显得多么重要，据上海汉鼎电力科技有限公司副总经理刘旭介绍，在早期，电网自动化程度低，电压等级也低，调度最早用石英钟来看时间，通过电话来彼此进行信息交换。“那个时候误差极大，但是电网隐患也较小。但随着电网自动化、智能化的发展，时间变得越来越重要，时间同步的要求精确到纳秒级，我们不仅要求每个单一变电站内部的时间要同步，站与站之间也要实现时间同步。”
刘旭认为，该系统最大的优点在于解决了目前电力系统时间同步应用中的三个难题：可靠的时钟源，全网时间同步管理，远程实时监测与维护。
而以往由于这三个方面问题没有解决都出现过对于电网不同程度的影响。2005年蒙西电网低频振荡事故、2006年河南电网保护误动事故，均由于各地上报的数据时标不一致和故障录波信息错位给事故分析造成困难。
实际上，我国电力领域也早已引进了美国GPS授时手段，随着我国自主研发的“北斗”系统快速发展，“北斗“进入电力领域的要求越来越迫切，对于电力而言，面临一个现实的问题是，目前已不存在要不要实现授时的问题，而是要谁来实现授时的问题？是美国GPS还是中国“北斗”？
安全隐患：一个最核心的关切
目前，世界上已经建成和正在建设的共有4大卫星导航系统，分别为美国的GPS卫星导航系统、俄罗斯的Glonass卫星导航系统、欧盟的伽利略卫星导航系统和中国的北斗卫星导航系统。除了美国GPS系统已经建成外，其他几个系统仍然处于建设阶段。因此，很长一段时间内，我国电网为了统一内部时钟，电力系统不得不把美国的GPS作为主要的授时手段。
目前，GPS是美国军方控制的军民共用的系统，对全世界开放。我国目前使用的GPS属于免费接收的美国信号。尽管如此，国智恒电力管理科技有限公司执行总裁杜光耀仍然从居安思危的角度提出了隐患所在：“美国人并不承诺保证你的使用。”
杜光耀坦言，实际上这还不是真正的要害所在，真正需要指明的是，如果我们对美国的GPS形成了过度依赖，如电力系统以美国的GPS作为主时钟源，这便存在着重大的安全隐患，一旦发生战争等紧急事态，美国关闭或调整GPS信号，将给我们的电力生产带来很大影响。
北斗卫星导航系统总设计师孙家栋院士介绍，长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个“大概”。
“美国的GPS永远是个隐患，由于GPS系统受美国政府拥有和控制，一旦发生战争或国家间的摩擦，美国无需出兵，只要关闭卫星信号或加大GPS误码率，即可对我国造成重大影响，虽然现在是和平时期，但是不能因此便掉以轻心，必须有所作为。”
这种希望改变现状的观点在军方人士角度看来显得更为迫切，国防大学战略研究所所长金一南少将表示，在涉及到国家安全核心部位，核心数据、核心技术上，没有人会给你，尤其是这些定位导航系统，不管是军用还是民用，不管是发展国家的经济、还是维护国家安全，卫星导航系统在未来国家安全中将扮演越来越重要的角色，我们必须考虑到建立我们自己的系统。
解放军卫星定位总站研究员韩春好认为，北斗卫星系统是我国自主研制的区域性卫星导航定位和通信系统，具有首次定位快、无通讯盲区、保密性强等特点。特别是在授时方面精度非常高，单向授时精度100纳秒，双向授时达到20纳秒，研制基于北斗系统的电力授时系统，可以有效保障我国电力安全和国家安全。
除了从安全角度考虑，从技术层面的优劣对比，美国GPS也或多或少引起业内人士的担忧，一些专家认为GPS授时并没有实现真正意义上全网时间同步。
据了解，在近年来投产的变电站、电厂中，通常是在站内配置一套小型的同步系统，接收GPS时间信号作为统一的信号源，然后传到站内各设备，形成“局部同步”。由于无法形成全网同步，难以进行远程监测和维护。
北斗导航：能否抢滩成功
诸多因素的对比，都让“北斗”系统推广有着无限发展的可能性，但是现实状况又如何呢？
据北斗卫星导航系统总设计师孙家栋介绍，目前GPS在我国的占有率达到了95％左右，而北斗卫星导航系统的主要用户还是一些相关的国家机关和大型企业。理论上来讲，GPS市场有多大，“北斗”市场就有多大，但目前我国只有华东电网区域范围内有部分变电站和电厂挂网运行了“北斗”系统，并且还处于起步阶段。
这种起步从业内的评价来看，似乎开了个好头。2008年底，华东电网有限公司在上海曾组织专家召开了针对该系统的科技成果验收会，专家组在认真调研的基础上出具意见，认为该系统不仅能全时段、全区域地控制电力全网内所有时钟的信息，实现真正意义上的全网同步；还可以自动监视系统中各单位时钟状态，并运行主动干预和控制，实现了对系统设备的远程维护，提高了电力授时的科学化和智能化程度。
专家组出具意见，可应用于国家级电力调度中心、网省级电力调度中心、地区级电力调度中心和县级电力调度中心。
孙家栋告诉记者，随着北斗系统的发展，其用户的范围也将越来越广，将拓展到国家的电力、金融、通讯等各个领域，与普通百姓的生活将密切相关。而10年后，北斗卫星导航系统将是一个由30余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的大型航天系统，其建设应用将实现我国航天从单星研制向组批生产、从保单星向保组网成功、从以卫星为核心向以系统为核心、从面向行业用户向面向大众用户的历史性转型。
为此，国家电监会于2009年9月正式确立“天地互备，以北斗为主”的电力授时体系。尽管国家电网公司和南方电网公司做出积极响应，但是刘旭也坦诚，在电力行业来看，相比创新人们更看重稳定，如果当前电网运行稳定安全，人们对新系统改造、投运愿望便并不显得很强烈，将GPS换成“北斗”的动力往往不足。
电网太庞大了，要求每个细节都需要稳定，从该项目的科研、技改，再进行标准统一的大规模替代，肯定有个时间过渡的问题。”
相关图片数据来源：腾讯、每日经济新闻、第一财经日报、国际财经时报、中信建投研报、北斗网、北极星电力论坛
