四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)比較

定義及特點(diǎn)采用導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)地面、海洋、空中和空間用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位的技術(shù)。導(dǎo)航衛(wèi)星如同太空燈塔。衛(wèi) 星導(dǎo)航綜合了傳統(tǒng)導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全球、全天候、高精度的導(dǎo)航定位。 發(fā)展歷史1964年美國(guó)首先建成了“子午儀”號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為核潛艇和水面艦艇等導(dǎo)航定位，1967年起開(kāi)放民用。1973年美國(guó)軍方始研制性能更優(yōu)越的“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)（GPS），在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中得到廣泛使用。之后俄羅斯，歐洲，中國(guó)也相繼開(kāi)始組建自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 系統(tǒng)組成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由導(dǎo)航衛(wèi)星、地面臺(tái)站和用戶定位設(shè)備三個(gè)部分組成。導(dǎo)航衛(wèi)星是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間部分，由多顆導(dǎo)航衛(wèi)星構(gòu)成空間導(dǎo)航網(wǎng)。地面臺(tái)站通常包括跟蹤站、遙測(cè)站、計(jì)算中心、注入站及時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)等部分，用于跟蹤、測(cè)量、計(jì)算及預(yù)報(bào)衛(wèi)星軌道并對(duì)星上設(shè)備的工作進(jìn)行控制管理。用戶定位設(shè)備通常由接收機(jī)、定時(shí)器、數(shù)據(jù)預(yù)處理機(jī)、計(jì)算機(jī)和顯示器等組成。它接收衛(wèi)星發(fā)來(lái)的微弱信號(hào)，從中解調(diào)并譯出衛(wèi)星軌道參數(shù)和定時(shí)信息等，同時(shí)測(cè)出導(dǎo)航參數(shù)，再由計(jì)算機(jī)算出用戶的位置坐標(biāo)和速度矢量分量。用戶定位設(shè)備分為單人（如手持GPS接收機(jī)）、車載、艦載、機(jī)載、彈載和星載等多種類型。 工作原理衛(wèi)星導(dǎo)航分為多普勒測(cè)速、時(shí)間測(cè)距等方法。多普勒測(cè)速定位是用戶測(cè)量實(shí)際接收到的信號(hào)頻率與衛(wèi)星發(fā)射的頻率之間的多普勒頻移，并根據(jù)衛(wèi)星的軌道參數(shù)，算出用戶的位置。時(shí)間測(cè)距導(dǎo)航定位是用戶測(cè)量系統(tǒng)中4顆（或3顆）衛(wèi)星發(fā)來(lái)信號(hào)的傳播時(shí)間，然后完成一組包括4個(gè)（或3個(gè)）方程式的數(shù)學(xué)模型運(yùn)算，可得出用戶位置。 用途衛(wèi)星導(dǎo)航位置精度可達(dá)幾米，民用幾十米。GPS已廣泛用于軍事，如車輛、坦克、火炮和步兵定位；引導(dǎo)海上艦隊(duì)的會(huì)合、進(jìn)出港領(lǐng)航與登陸；給反潛、布雷、掃雷、搜索、營(yíng)救和發(fā)射導(dǎo)彈提供精確的位置信息；飛機(jī)精確投彈，一發(fā)射導(dǎo)彈，照相偵察，實(shí)施空中支援、會(huì)合與加油，以及空中交通管制等；戰(zhàn)略導(dǎo)彈精確制導(dǎo)，提高命中精度；低軌道偵察和監(jiān)視衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)精確定位和測(cè)圖，以及為戰(zhàn)略防御計(jì)劃的戰(zhàn)場(chǎng)管理、通信、指揮和控制提供統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)等。 現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)美國(guó)GPS歐盟“伽利略”俄羅斯“ 格洛納斯 ”中國(guó)“北斗” 四大導(dǎo)航系統(tǒng)各有千秋簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō)，GPS只能找到街道，而伽利略卻能找到車庫(kù)的門，北斗的特長(zhǎng)如通過(guò)短信讓他人獲知自己的位置，是其他導(dǎo)航系統(tǒng)目前不具備的。 美國(guó)GPS關(guān)鍵詞：勝在成熟布局：28顆衛(wèi)星(其中4顆備用)早已升空，分布在6條交點(diǎn)互隔60度的軌道面上，距離地面約20000千米。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單機(jī)導(dǎo)航精度約為10米，綜合定位的話，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。但民用領(lǐng)域開(kāi)放的精度約為10米。特性：三星定位，軍民兩用。由于GPS定位技術(shù)涉及軍事用途，美國(guó)限制非特許用戶利用GPS定位精度。GPS系統(tǒng)除在設(shè)計(jì)方面采取了許多保密性措施外，還對(duì)不同的用戶提供不同的服務(wù)方式。進(jìn)展：1973年12月，美國(guó)國(guó)防部批準(zhǔn)陸?？杖娐?lián)合研制全球定位系統(tǒng)(GPS)，1993年覆蓋全球，廣泛使用。目前正在試驗(yàn)下一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)(GLONASS)關(guān)鍵詞：抗干擾能力強(qiáng)布局：已有28顆衛(wèi)星(其中4顆備用)，導(dǎo)航精度在5至6米左右，預(yù)計(jì)2015年可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航精度達(dá)1米左右。但民用領(lǐng)域開(kāi)放的精度約為10米。特性：三星定位，精度比GPS低，軍民兩用，采用兩種頻率信號(hào)。工作不穩(wěn)定，衛(wèi)星工作壽命短。進(jìn)展：蘇聯(lián)國(guó)防部于20世紀(jì)80年代初開(kāi)始建設(shè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。于1995年投入使用，現(xiàn)在由俄羅斯聯(lián)邦航天局管理。衛(wèi)星的設(shè)計(jì)經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次改進(jìn)，格洛納斯K自2011年起服務(wù)范圍拓展到全球。格洛納斯是繼GPS之后第二個(gè)軍民兩用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。俄聯(lián)邦宣稱格洛納斯系統(tǒng)軍民兩用，不帶任何限制、不引入SA機(jī)制，也不計(jì)劃對(duì)用戶收費(fèi)。 歐洲“伽利略”系統(tǒng)(GALILEO)關(guān)鍵詞：純民用領(lǐng)域布局：計(jì)劃30顆衛(wèi)星(其中3顆備用)，衛(wèi)星軌道位置比GPS略高，離地面高度24126千米。定位誤差不超過(guò)1米。目前，只有26顆投入應(yīng)用，還有4顆在軌驗(yàn)證(IOV)衛(wèi)星正在生產(chǎn)之中，將于近期發(fā)射入軌。伽利略提供的公開(kāi)服務(wù)定位精度通常為1520米和510米兩種檔次。公開(kāi)特許服務(wù)有局域增強(qiáng)時(shí)能達(dá)到1米，商用服務(wù)有局域增強(qiáng)時(shí)為10厘米。特性：三星定位，專門為民用。將來(lái)精度最高的全開(kāi)放的新一代定位系統(tǒng)?？蔀榈孛嬗脩籼峁?種類型的信號(hào)供選擇，其中包括免費(fèi)信號(hào)、加密且需交費(fèi)才能使用的信號(hào)、加密且可以符合更高要求的信號(hào)。進(jìn)展：歐空局與歐盟在1999年合作啟動(dòng)，2005年首顆試驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射，2008年開(kāi)通定位服務(wù)。 中國(guó)“北斗”系統(tǒng)(COMPASS)關(guān)鍵詞：互動(dòng)性和開(kāi)放性布局：由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，定位精度10米。目前10顆衛(wèi)星開(kāi)始應(yīng)用，定位精度只達(dá)到25米。特性：雙星定位，民用為主，軍事能力有限。能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)為用戶確定其所在的地理經(jīng)緯度和海拔高度。在定位性能上有所創(chuàng)新，不僅能使用戶知道自己所在位置，還可以告訴別人自己的位置，特別適用于需要導(dǎo)航與移動(dòng)數(shù)據(jù)通信場(chǎng)所。此外，中國(guó)還致力于提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容性，促進(jìn)衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)功能的應(yīng)用。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)向全世界提供的服務(wù)均為免費(fèi)。 進(jìn)展：第一步是試驗(yàn)階段，用少量衛(wèi)星利用地球同步靜止軌道來(lái)完成試驗(yàn)任務(wù)；第二步是到2012年，計(jì)劃發(fā)射10多顆衛(wèi)星，建成覆蓋亞太區(qū)域的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)；第三步是到2020年，建成由5顆靜止軌道和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)而成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，形成全球覆蓋能力。 北斗導(dǎo)航優(yōu)勢(shì)1.北斗具有定位和通信雙重作用,具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。 2.北斗定位精度20米左右。 3.目前北斗終端價(jià)格已經(jīng)趨于GPS終端價(jià)格。 4.采用接收終端不需鋪設(shè)地面基站。 5.災(zāi)難中心的船只一秒鐘就可以發(fā)出信息。 北斗系統(tǒng)主要用途軍用功能：實(shí)現(xiàn)飛機(jī)、導(dǎo)彈、水面艦艇和潛艇的定位導(dǎo)航；彈道導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)發(fā)射車、自行火炮與多管火箭發(fā)射車等武器載具發(fā)射位置的快速定位，以縮短反應(yīng)時(shí)間；人員搜救、水上排雷定位等。 民用功能：個(gè)人位置服務(wù) 氣象應(yīng)用 道路交通管理 海運(yùn)和水運(yùn) 航空運(yùn)輸 應(yīng)急救援等