四大卫星导航定位系统应用发展现状

2024年1月8日发(作者：乘除)

四大卫星导航定位系统应用发展现状

1、美国GPS覆盖率最高

美国GPS目前占据了全球卫星导航系统应用的95%，是全球覆盖最高的卫星导航定位系统。GPS（Global Positioning System）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。广泛地应用于大地测量、工程测量、地壳运动监测、工程变形监测等多种学科。GPS系统所发射的信号编码有精码与粗码之分。精码保密，主要提供给美国及其盟国的军事用户使用，定位精度较高；而粗码则为全球客户的民用服务。

现在运行的系统由24颗工作卫星和7颗备用卫星组成，它们分布在个6等间距的轨道平面上，每个轨道面上有4颗工作卫星，卫星轨道接近圆形。用户在任何时间都至少能看到4颗到6颗卫星，定位一次仅需几秒钟， 可实现全球范围连续的、近实时的定位、测速与授时。

目前， 随着现有系统中占主体的第二代卫星陆续接近“退役”年龄，美国正加紧进行新一代卫星系统的研制和部署。第三代全球定位系统将完全不同于现役卫星的体系结构，首当其冲的是将星座布设作了根本性的改变。其次GPSⅢ的有效载荷变动，重量减少，功能增强，价格降低。卫星天线有大的变化，由点波束集束而成。此外，星钟的要求提高了，要求具有高可靠性和高精度，卫星信号则要有灵活可控的结构和内容，并将使用更高功率的M码信号，大大提高对付潜在干扰威胁的能力。

2、“伽利略”系统后来居上

“伽利略”系统凭借先进的技术和良好的兼容性，在民用市场展现了不凡的竞争力。1999年，欧洲提出了建立“伽利略”导航卫星系统的计划。经过长时间的酝酿，2002年3月26日，欧盟15 国交通部长会议上正式启动“伽利略”导航卫星计划。该系统经费预算为32亿～36亿欧元，与美国GPS 系统花费的百亿美元相比，“伽利略”系统的建设，是一个经济、实用、高效、先进的系统。“伽利略”为

地面用户提供3 种信号：免费使用的信号、加密且需交费使用的信号、加密且需满足更高要求的信号，其精度依次提高。

技术优势和系统兼容性是“伽利略”系统未来应用的保障。“伽利略”系统的卫星星座将由分布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星构成。“伽利略”系统一共使用E5、E6、E2-L1-E1等三个频段，而且伽利略系统卫星发射的信号功率强于目前的各种卫星导航定位系统，强信号可以提高系统的抗干扰能力，所以其抗干扰性能很强。另外，“伽利略”系统能够与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS

系统实现多系统内的相互兼容，“伽利略”的接收机可以采集各个系统的数据或者通过各个系统数据的组合来实现定位导航的要求。

3、GLONASS困难重重

俄罗斯Glonass系统由于经济问题运行不畅，目前处于降效运行状态。Glonass系统于上世纪70年代由苏联开发，主要用于军事领域，由24颗卫星组成， 其中有工作卫星21颗， 分布在个3轨道平面上， 另有3颗卫星作为备份星。2001年俄罗斯与印度展开合作，将其升级为军民两用的全球导航系统。该系统分别采用军用精码和民用粗码两种导航码，其导航精度军民有别。该系统可提供全天候、全天时、高精度的三维导航定位和授时服务，其定位精度比GPS系统的定位精度略低。

受困于俄罗斯的经济环境，Glonass系统自完成系统组网后没能得到很好的维护，仅在1998年12月进行过一次补网卫星发射。目前，Glonass系统处于降效运行状态，在轨工作的卫星仅有十余颗左右。

4、“北斗二代”发展驶入“快车道”

2009年将是北斗系统快速发展的一年。我国自二十世纪70年代开始引进第一代卫星定位技术即多普勒技术，80年代中期开始引进研究美国全球卫星定位技术。2000年10月31日和12月21日，我国先后发射了第一颗和第二颗自主开发的北斗导航试验卫星，构成了我国第一代卫星导航定位系统。2003年5月25日，我国成功的将第三颗北斗导航定位卫星送入太空，建立了完善的第一代卫星导航定位系统——北斗系统。2007年4月14日成功发射了北斗二代系

统的第一颗卫星，2009年4月15日发射了第二颗卫星。北斗二代将包括35颗卫星，其中5颗是地球同步轨道，其余30颗是中地轨道卫星，能真正覆盖全球。

2009年，北斗卫星导航定位第二代系统的研制建设工作进入攻坚阶段，将有多颗卫星发射升空，2011年完成系统组网，基本具备运行能力。北斗一代自运行5年来，累计提供定位服务2.5亿次、通信服务1.2亿次、授时服务2500万次，系统可靠性达99.98％。成功应用于各个领域，牵引推动了电子、通信、机械制造、地理信息等相关产业和信息服务业的发展。