全球衛星定位系統的國內外現狀
http://www.xibaipo.cc 2008-12-15 15:29 中企顧問網
本文導讀：美國為了充分利用GPS系統的商業價值，獨霸全球的導航定位市場，近年來對GPS系統進行了一系列的更新。
1、美國GPS系統自身的更新
美國為了充分利用GPS系統的商業價值，獨霸全球的導航定位市場，近年來對GPS系統進行了一系列的更新。首先，從2000年5月2日起，停止實施“SA”政策，并將在GPS衛星L2頻率信號上增設C/A碼。2005年前，在GPS新型工作衛星Block II F上增設第三頻率1176.45MHz，以提高GPS動態和靜態定位精度。GPS III計劃除了繼承GPS更新計劃外，重點是放棄現有顆中高軌道（MEO）衛星星座方案，采用全新的33顆HEO+GEO衛星星座（HEO為高橢圓傾角軌道，GEO為在赤道上空的靜止衛星），除采用更穩定的頻標和提高信號可靠性等措施外，GPS III衛星將采用新的M碼以增強保密和抗干擾功能。GPSIII預計在2015～2020年投入運行，計劃將對軍用平臺提供25年的衛星導航服務。
2、歐洲伽利略計劃
為打破美國全球定位系統獨霸天下的局面，開創歐盟空間大地測量和航天事業的新階段，2002年3月26日，歐盟15個成員國的交通部長在布魯塞爾決定開始啟動伽利略衛星導航定位系統計劃。該計劃基于如下三點考慮：①政治和軍事上。目前的GPS系統在全世界各個領域的廣泛應用，使得各國在技術、市場、軍事等方面對美國有過多依賴，歐盟要想獨立成為多邊世界的一極，實現歐洲自主防務，必須打破這種依賴；②技術上。歐盟意識到衛星導航在未來的應用會更加廣泛而普及，然而目前這種技術由美國和俄羅斯的軍方控制，要想在巨大的市場中為歐洲的高科技產業界創造機會，為他們進入這一市場提供了關鍵技術的平臺必須打破技術壟斷，而作為一項基礎設施，首先要建立一套衛星導航系統；③安全上。由軍方控制的GPS和GLONASS系統，一般用戶只能獲得定位服務，信號的安全性和連續性都是沒有保證的，一旦信號錯誤或者信號被關閉，對用戶造成的影響是難以估計的，有的甚至危及生命安全。
Galileo系統并不是重復GPS或者是GLONASS系統，它由民間組織控制，保證服務的連續性和完好性；系統本身提供了比“定位”更多的服務，側重于導航，衛星的覆蓋度更高，定位精度更高（更好的星座設計），提供系統完備性參數和系統錯誤警告等信息；和GPS、GLONASS系統兼容，為用戶提供多樣的服務。
3、星基增強系統（SBAS）
為增強現有GPS和GLONASS系統的導航性能，美國聯邦航空局（FAA）、歐洲和日本提出了三種SBAS：WAAS、EGNOS和MSAS系統。這三種SBAS系統的功能大致相同，其特點是：①通過地球靜止衛星（GEO）發布包括GPS衛星星歷誤差改正、衛星鐘差改正和電離層改的信息；②通過GEO衛星發播GPS和GEO衛星完整的數據；③GEO衛星的導航載荷發射GPS L1測距信號。這三個系統都正在加緊建設中，WAAS和EGNOS即將全面運行，MSAS將在2005年全面運行。他們建成后，將形成一個全球無縫的導航系統，使用一種GPS導航設備，飛機即可飛遍全球。
4、我國“北斗一號”導航定位系統
“北斗一號“衛星定位系統是利用地球同步衛星為用戶提供快速定位，間斷數字報文通信和授時服務的一種全天候，區域性的衛星定位系統。系統的主要功能是：①定位。快速確定用戶所在點的地理位置，向用戶機主管部門提供導航信息。②通信。用戶與用戶，用戶與中心控制系統間均可實行雙向簡短數字報文通信。③ 授時。中心控制系統定時播發授時信息，為定時用戶提供時延修正值。
“北斗一號“的覆蓋范圍是在北緯5度～6度，東經70度～140度之間的一個心臟形區域，上大下小，最寬出在北緯35度左右。其定位精度是水平100米（1σ），進行差分后水平精度為20米；高程控制精度為10米，系統能容納的用戶數每小時為540，000戶；其定位響應時間為：1類用戶<5秒，2類用戶<2秒，3類用戶<1秒；一次定位成功率為95%。“北斗一號”導航定位系統由于固有的特性，仍存在不足之處：用戶采用主動式定位；用戶數量有限；定位數據實時性差；生存能力不強，系統的抗干擾性較差；定位依賴數字地圖。
“北斗一號”導航定位系統是我國自主建立發展起來的，從衛星的制造到利用運載火箭發射衛星上天，都是我國的航天部門一手打造的。盡管“北斗一號”只有兩顆衛星，無法達到美國GPS系統和俄羅斯GLONASS系統的功能，實現不了三維的實時定位，精度和覆蓋范圍方面也不盡人意，但它畢竟是我國開發自己的衛星導航定位系統的一個嘗試。
美國為了充分利用GPS系統的商業價值，獨霸全球的導航定位市場，近年來對GPS系統進行了一系列的更新。首先，從2000年5月2日起，停止實施“SA”政策，并將在GPS衛星L2頻率信號上增設C/A碼。2005年前，在GPS新型工作衛星Block II F上增設第三頻率1176.45MHz，以提高GPS動態和靜態定位精度。GPS III計劃除了繼承GPS更新計劃外，重點是放棄現有顆中高軌道（MEO）衛星星座方案，采用全新的33顆HEO+GEO衛星星座（HEO為高橢圓傾角軌道，GEO為在赤道上空的靜止衛星），除采用更穩定的頻標和提高信號可靠性等措施外，GPS III衛星將采用新的M碼以增強保密和抗干擾功能。GPSIII預計在2015～2020年投入運行，計劃將對軍用平臺提供25年的衛星導航服務。
2、歐洲伽利略計劃
為打破美國全球定位系統獨霸天下的局面，開創歐盟空間大地測量和航天事業的新階段，2002年3月26日，歐盟15個成員國的交通部長在布魯塞爾決定開始啟動伽利略衛星導航定位系統計劃。該計劃基于如下三點考慮：①政治和軍事上。目前的GPS系統在全世界各個領域的廣泛應用，使得各國在技術、市場、軍事等方面對美國有過多依賴，歐盟要想獨立成為多邊世界的一極，實現歐洲自主防務，必須打破這種依賴；②技術上。歐盟意識到衛星導航在未來的應用會更加廣泛而普及，然而目前這種技術由美國和俄羅斯的軍方控制，要想在巨大的市場中為歐洲的高科技產業界創造機會，為他們進入這一市場提供了關鍵技術的平臺必須打破技術壟斷，而作為一項基礎設施，首先要建立一套衛星導航系統；③安全上。由軍方控制的GPS和GLONASS系統，一般用戶只能獲得定位服務，信號的安全性和連續性都是沒有保證的，一旦信號錯誤或者信號被關閉，對用戶造成的影響是難以估計的，有的甚至危及生命安全。
Galileo系統并不是重復GPS或者是GLONASS系統，它由民間組織控制，保證服務的連續性和完好性；系統本身提供了比“定位”更多的服務，側重于導航，衛星的覆蓋度更高，定位精度更高（更好的星座設計），提供系統完備性參數和系統錯誤警告等信息；和GPS、GLONASS系統兼容，為用戶提供多樣的服務。
3、星基增強系統（SBAS）
為增強現有GPS和GLONASS系統的導航性能，美國聯邦航空局（FAA）、歐洲和日本提出了三種SBAS：WAAS、EGNOS和MSAS系統。這三種SBAS系統的功能大致相同，其特點是：①通過地球靜止衛星（GEO）發布包括GPS衛星星歷誤差改正、衛星鐘差改正和電離層改的信息；②通過GEO衛星發播GPS和GEO衛星完整的數據；③GEO衛星的導航載荷發射GPS L1測距信號。這三個系統都正在加緊建設中，WAAS和EGNOS即將全面運行，MSAS將在2005年全面運行。他們建成后，將形成一個全球無縫的導航系統，使用一種GPS導航設備，飛機即可飛遍全球。
4、我國“北斗一號”導航定位系統
“北斗一號“衛星定位系統是利用地球同步衛星為用戶提供快速定位，間斷數字報文通信和授時服務的一種全天候，區域性的衛星定位系統。系統的主要功能是：①定位。快速確定用戶所在點的地理位置，向用戶機主管部門提供導航信息。②通信。用戶與用戶，用戶與中心控制系統間均可實行雙向簡短數字報文通信。③ 授時。中心控制系統定時播發授時信息，為定時用戶提供時延修正值。
“北斗一號“的覆蓋范圍是在北緯5度～6度，東經70度～140度之間的一個心臟形區域，上大下小，最寬出在北緯35度左右。其定位精度是水平100米（1σ），進行差分后水平精度為20米；高程控制精度為10米，系統能容納的用戶數每小時為540，000戶；其定位響應時間為：1類用戶<5秒，2類用戶<2秒，3類用戶<1秒；一次定位成功率為95%。“北斗一號”導航定位系統由于固有的特性，仍存在不足之處：用戶采用主動式定位；用戶數量有限；定位數據實時性差；生存能力不強，系統的抗干擾性較差；定位依賴數字地圖。
“北斗一號”導航定位系統是我國自主建立發展起來的，從衛星的制造到利用運載火箭發射衛星上天，都是我國的航天部門一手打造的。盡管“北斗一號”只有兩顆衛星，無法達到美國GPS系統和俄羅斯GLONASS系統的功能，實現不了三維的實時定位，精度和覆蓋范圍方面也不盡人意，但它畢竟是我國開發自己的衛星導航定位系統的一個嘗試。
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