全球導航衛星系統

全球導航衛星系統定位是利用一組衛星的偽距、星曆、衛星發射時間等觀測量，同時還必須知道用戶鐘差。全球導航衛星系統是能在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候的3維坐標和速度以及時間信息的空基無線電導航定位系統。因此，通俗一點說如果你除了要知道經緯度還想知道高度的話，那么，必須對收到4顆衛星才能準確定位。

基本介紹

• 中文名：全球導航衛星系統
• 外文名：Global Navigation Satellite System
• 簡稱：GNSS
• 籌建單位：歐洲空間局

發展

衛星導航定位技術目前已基本取代了地基無線電導航、傳統大地測量和天文測量導航定位技術，並推動了大地測量與導航定位領域的全新發展。當今，GNSS系統不僅是國家安全和經濟的基礎設施，也是體現現代化大國地位和國家綜合國力的重要標誌。由於其在政治、經濟、軍事等方面具有重要的意義，世界主要軍事大國和經濟體都在競相發展獨立自主的衛星導航系統。2007年4月14日，我國成功發射了第一顆北斗衛星，標誌著世界上第4個GNSS系統進入實質性的運作階段，估到2020年前美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO和中國北斗衛星導航系統等4大GNSS系統將建成或完成現代化改造。除了上述4大全球系統外，還包括區域系統和增強系統，其中區域系統有日本的QZSS和印度的IRNSS，增強系統有美國的WAAS、日本的MSAS、歐盟的EGNOS、印度的GAGAN以及尼日尼亞的NIG-GOMSAT-1等。未來幾年，衛星導航系統將進入一個全新的階段。用戶將面臨4大全球系統近百顆導航衛星並存且相互兼容的局面。豐富的導航信息可以提高衛星導航用戶的可用性、精確性、完備 性以及可靠性，但與此同時也得面對頻率資源競爭、衛星導航市場競爭、時間頻率主導權競爭以及兼容和互操作 爭論等諸多問題。

系統介紹

GPS

GPS是在美國海軍導航衛星系統的基礎上發展起來的無線電導航定位系統。具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的導航、定位和定時功能，能為用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。現今，GPS共有 在軌 工作衛星31 顆，其中GPS-2A衛星10顆，GPS-2R衛星12顆，經現代化改進的帶M碼 信號的GPS-2R-M和GPS-2F衛星共9顆。根據GPS現代化計畫，2011年美國推進了GPS更新換代進程。GPS-2F衛星是第二代 GPS向第三代GPS過渡的最後一種型號，將進一步使GPS提供更高的定位精度。

隨著科技水平的進步，無線通信技術和全球衛星定位系統（GPS）技術越來越多地套用於日常生活的方方面面開始。無論是在各方面的安全監控和維護，無線通信（GSM）和DGPS技術發揮了重要作用。基於GSM的無線通信網路覆蓋一個大範圍的數據已被破壞，很好用的便當，成本低。單獨的GPS系統，GSM系統的車輛和人員通過無線衛星定位通信鏈路的行動電話用戶完成車輛和人員的監控傳送位置信息。

GLONASS

GLONASS是由原蘇聯國防部獨立研製和控制的第二代軍用衛星導航系統，該系統是繼GPS後的第二個全球衛星導航系統。GLONASS系統由衛星、地面測控站和用戶設備三部分組成，系統由21顆工作星和3 顆備份星組成，分布於3 個軌道平面上，每個軌道面有8 顆衛星，軌道高度1萬9000公里，運行周期11小時15分。GLONASS系統於20世紀70年代開始研製，1984年發射首顆衛星入軌。但由於航天撥款不足，該系統部分衛星一度老化，最嚴重曾只剩6顆衛星運行， 2003年12月，由俄國套用力學科研生產聯合公司研製的新一代衛星交付聯邦航天局和國防部試用，為2008年全面更新Glonass系統作準備。在技術方面，GLONASS系統的抗干擾能力比GPS要好，但其單點定位精確度不及GPS系統。2004年，印度和俄羅斯簽署了《關於和平利用俄全球導航衛星系統的長期合作協定》，正式加入了GLONASS系統，計畫聯合發射18顆導航衛星。項目從1976年開始運作，1995年整個系統建成運行。隨著蘇聯解體，GLONASS系統也無以為繼，到2002年4月，該系統只剩下8顆衛星可以運行。2001年8月起，俄羅斯在經濟復甦後開始計畫恢復並進行GLONASS現代化建設工作GLONASS導航星座歷經10年癱瘓之後終於在2011年底恢復全系統的運行。2006年12月25日，俄羅斯用質子-K運載火箭發射了3顆GLONASS-M衛星，使格洛納斯系統的衛星數量達到17顆。

GALILEO

伽利略衛星導航系統 （GALILEO)是由歐盟研製和建立的全球衛星導航定位系統，該計畫於1992年2月由歐洲委員會公布，並和歐空局共同負責。系統由30顆衛星組成，其中27顆工作星，3顆備份星。衛星軌道高度為 23616km，位於3個傾角為56°的軌道平面內。2012年10月，伽利略全球衛星導航系統第二批兩顆衛星成功發射升空，太空中已有的4顆正式的伽利略衛星，可以組成網路，初步實現地面精確定位的功能GALILEO系統是世界上第一個基於民用的全球導航衛星定位系統，投入運行後，全球的用戶將使用多制式的接收機，獲得更多的導航定位衛星的信號，這將無形中極大地提高導航定位的精度。

北斗衛星導航系統 （BDS）

北斗衛星導航系統 （BDS）是中國自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統。該系統分為兩代，即北斗一代和北斗二代系統。我國上世紀80年代決定建設北斗系統，2003年，北斗衛星導航驗證系統建成。該系統由4顆地球同步軌道衛星、地面控制部分和用戶終端三部分組成。

因素

GPS存在三部分的誤差：

第一部分是所有GPS接收機都有的，如衛星鐘誤差，星曆誤差、電離層誤差、對流層誤差等，其誤差利用差分技術可以完全消除；

第二部分是傳播延遲誤差，該誤差大部分也可以消除，主要取決於基準接收機和用戶接收機的距離；

第三部分是所有GPS接收機固有的誤差，例如通道延遲、多徑效應、內部噪聲等，該誤差無法消除；