作為GNSS(全球導航衛星系統)俱樂部成員，導航定位是基本功能。我們來看看定位功能是如何對比的:
接收機定位衛星的過程可以二維抽象為:在壹塊黑板上選擇至少四個點(衛星)，用粉筆在每個點(接收機測得的到衛星的距離)周圍畫圓，這些粉筆筆跡的重疊區域就是定位的結果。因為各種誤差，每顆衛星測距的結果更像是粉筆畫的帶，而不是沒有寬度的線。
粉筆的厚度受各種誤差機制的影響。與GPS相比，北鬥主要是星載原子鐘的精度不同。北鬥二號用銣原子鐘，GPS用銫原子鐘結合銣原子鐘。這方面GPS更勝壹籌，就是粉筆字跡更細。現在第三代北鬥衛星使用氫脈澤，頻率精度從5×10-13提高到6×10-14，頻率穩定度從2×10-14(1d)提高到6×。
除了粉筆粗細的影響，很明顯畫圓的點越多，也就是衛星越多，重疊面積越小，也就是定位越準確。但如果這些點都集中在壹邊，甚至重疊，那麽它們畫出的粉筆筆跡重疊面積就會變得非常大。相反，這些點越分散，粉筆筆跡的重疊程度就越低，也就意味著接收機得到的定位結果會更準確。測量位置分布的這個參數就是所謂的PDOP值。值越低，分布越好，定位結果越準確。
北鬥第壹代確實定位速度慢，精度差。怎麽十幾年過去了，還是有人覺得北鬥就是不行，說什麽“衛星少”“還在建設中”“精度遠不如GPS”？
實際上，從北鬥二代開始，星座就面向亞太地區設計，不同於美國基於MEO的模式，采用GEO+IGSO+MEO的模式。優點是可以用較少的衛星快速實現關鍵服務區域的高精度。缺點是高緯度地區GEO接收效果不好，精度因子太大。還有壹個事實是，它在地球的另壹邊是收不到的。隨著北鬥衛星的增多，未來這些問題都將得到解決。
即便如此，在三代都沒用的今天，還是來看看現在北鬥的精度吧。讓我們選擇中國最北部的壹個點:
北緯52.4476，夠北了。北鬥二號的正式服務區域僅在南北緯55°之間。北鬥衛星在這個位置24小時能見度如何？
從圖中可以看出，全天仰角在10以上的北鬥衛星至少有8顆。誰說明星少？
在此比較當前GNSS俱樂部“兄弟壹號”GPS的衛星可見性:
是不是發現看得見的衛星沒有北鬥多？妳覺得可以搞壹個“GPS在中國被北鬥徹底打敗”這樣的大新聞嗎...
當然，盲目自大是不可取的。總有壹些關於北鬥“幹掉GPS”的假新聞，對人們了解北鬥只有壞處。除了利用自身導航系統的安全性，四家GNSS俱樂部都不能殺人，好嗎？不久前，中國和美國簽署了《北鬥和GPS信號兼容與互操作聯合聲明》，這是相互備份的和諧...
剛才我提到北鬥衛星很多，但是定位不能只看星數，苦於星座設置。這裏接收到的北鬥GEO的仰角太低，幾何分布不好，所以精度因子差:
北鬥的幾何精度因子最高達到6.0，波動較大。相比之下，GPS的最大值是4.4:
這是因為北鬥的GEO衛星懸浮在赤道上方，這裏接收到的仰角小於30°，而IGSO衛星的軌道傾角為55°，因此處於“8”字形軌道的頭部，所以在象限1和4的大部分區域基本沒有恒星。這些因素加起來，導致北鬥DOP值較大，但滿足10m的精度是沒有問題的。
所以妳要說北鬥在這裏還不如GPS接受。當然，隨著三代聯網，這種差距很快就會消失。多發MEO就好...以下是GPS在該區域的衛星軌跡分布:
接下來，讓我們選擇中國南方的壹個地方:
北緯26.6940，東經109.9688。這個坐標目測在湖南。北鬥衛星在這裏的能見度如何？
至少有十顆星星可見，看看GPS:
還是老樣子，南北差別不大，重點是DOP值，能爭取嗎？北鬥的DOP值如下:
最大不超過3.4，再看GPS:
特別高的點可以忽略，基本在4.4以內，但是在北鬥明顯更流暢！
我們之所以能在壹天中的所有時間保持良好的位置分布，是因為我們可以穩定地接收北鬥GEO衛星和IGSO衛星的信號。MEO衛星只有幾顆，不像GPS都是MEO組成的。隨著時間的變化，我們會不斷更換參與定位的衛星，而北鬥會失去計算結果的跳躍性和低仰角時大量誤差的引入。衛星仰角越低，信號穿過大氣層越多，引入的誤差也就越多。
在這裏，北鬥的GEO衛星可以全天看到，而IGSO衛星可以看到壹半以上，而MEO衛星不會停留在壹個地方，即繞著地球轉，所以它們會反復從低仰角進入視野，上升到壹定高度，然後降低仰角離開視野。
綜合這些因素，北鬥在定位精度上絕對不比GPS差。所以作為北方的工程師，我要吐槽壹下:現階段廣東的北鬥試驗和黑龍江的試驗完全是兩個概念。同樣的東西在海南隨便就能考，去哈爾濱會很難...第三代組網之後，我們就不用受這個損失了。
所以總體來說，在目前北鬥二代的服務區域內，北鬥的全天可見星數超過了GPS，在星座分布的大部分區域也優於GPS。但考慮到原子鐘的精度差異和中高緯度的星座分布，說北鬥和GPS不相上下是比較可靠的，也符合實際測量結果。但現在三代組網正在進行，北鬥衛星數量在穩步增加，最關鍵的原子鐘問題在第三代已經解決。這時候，我們就不用謙虛了！
誰說北鬥不能獨立定位？
然而又有人罵我:“GPS是定位的主力。妳的北鬥只是用來給GPS補號的。妳沒有獨立的定位能力。沒有GPS，妳的北鬥什麽都不是。”等等，妳說的是QZSS吧？不能獨立使用國家。為什麽要在這上面花錢？
原因很明顯，但是不好證明。為什麽？對於手機來說，衛星接收通道的硬件是客觀存在的。除非芯片底層控制指令對外開放，否則所謂的“關閉GPS”並不是真的關閉接收通道。只是不接受GPS定位結果，也不能完全保證北鬥是否能獨立定位。畢竟芯片的底層算法是不可控的。導航芯片的設計者要偷偷用GPS引導怎麽辦？
證明方法是使用專門的微波暗室——GNSS測試暗室！
GNSS測試電波暗室的原理和普通的微波電波暗室類似，都是屏蔽外界的電磁信號。消聲室發射的信號打在墻上不會反射，只是重點防護的頻段不同。與測試雷達或大型陣列天線的微波暗室相比，GNSS測試暗室的凈面積並不太大，因為GNSS接收機的尺寸並不大。最重要的區別在於，有了GNSS導航信號模擬器和壹整套測試評估系統，可以在地球上空的任意壹點模擬GNSS衛星，想發信號就發信號，想動就動，想停就停，還可以評估被測設備的定位結果。
在暗室裏可以保證只接收北鬥衛星信號，功率校準到和露天壹致，可以排除壹切不可控因素。如果能在這種情況下定位，可以證明手機確實具備“北鬥獨立定位”的能力。結果如何？
當然，毫無懸念:
接收的十顆衛星都是北鬥，其中九顆參與定位。沒有全球定位系統，也沒有援助。北鬥衛星真的是“獨立定位”。北戰精神遍天下。2020年第三代北鬥組網完成後，在這個星球上的任何壹點，我們都可以依靠北鬥獨立完成定位。