全球四大衛星導航系統對比
2013-06-30 12:04:04 來源: 新浪科技
2011年12月27日，中國北斗衛星導航系統(CNSS)正式向中國及周邊地區提供連續的導航定位和授時服務，這是世界上第三個投入運行的衛星導航系統。在此之前，美國的全球定位系統(GPS)和俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)早在上世紀90年代就已經建成并投入運行。與此同時，歐盟也在打造自己的衛星導航系統——“伽利略”計劃。
四大衛星導航系統各有優勢，詳情如下：
GPS：成熟
美國“全球定位系統”（GPS），是目前世界上應用最廣泛、也是技術最成熟的導航定位系統。GPS空間部分目前共有30顆、4種型號的導航衛星。1994年3月，由24顆衛星組成的導航“星座”部署完畢，標志著GPS正式建成。
GPS的前身是美國軍方研制的一種子午儀衛星定位系統(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作，每天最多繞過地球13次，并且無法給出高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。然而，子午儀系統使得研發部門對衛星定位取得了初步的經驗，并驗證了由衛星系統進行定位的可行性，為GPS的研制埋下了鋪墊。由于衛星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。
為此，美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球定位網計劃，并于1967年、1969年和1974年各發射了一顆試驗衛星，在這些衛星上初步試驗了原子鐘計時系統，這是GPS精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃，這些衛星中除1顆采用同步軌道外其余的都使用周期為24h的傾斜軌道，該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衛星測距信號，其強大的功能，當信號密度低于環境噪聲的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用于為艦船提供低動態的2維定位，空軍的計劃能供提供高動態服務，然而系統過于復雜。由于同時研制兩個系統會造成巨大的費用而且這里兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的，所以1973年美國國防部將2者合二為一，并由國防部牽頭的衛星導航定位聯合計劃局(JPO)領導，還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多，包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。
最初的GPS計劃在美國聯合計劃局的領導下誕生了，該方案將24顆衛星放置在互成120度的三個軌道上。每個軌道上有8顆衛星，地球上任何一點均能觀測到6至9顆衛星。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。由于預算壓縮，GPS計劃不得不減少衛星發射數量，改為將18顆衛星分布在互成60度的6個軌道上，然而這一方案使得衛星可靠性得不到保障。1988年又進行了最后一次修改：21顆工作星和3顆備用星工作在互成60度的6條軌道上。這也是GPS衛星所使用的工作方式。
GPS導航系統是以全球24顆定位人造衛星為基礎，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統。它由三部分構成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監測站及通訊輔助系統組成。二是空間部分，由24顆衛星組成，分布在6個軌道平面。三是用戶裝置部分，由GPS接收機和衛星天線組成。民用的定位精度可達10米內。
為此，美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球定位網計劃，并于1967年、1969年和1974年各發射了一顆試驗衛星，在這些衛星上初步試驗了原子鐘計時系統，這是GPS精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃，這些衛星中除1顆采用同步軌道外其余的都使用周期為24h的傾斜軌道，該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衛星測距信號，其強大的功能，當信號密度低于環境噪聲的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用于為艦船提供低動態的2維定位，空軍的計劃能供提供高動態服務，然而系統過于復雜。由于同時研制兩個系統會造成巨大的費用而且這里兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的，所以1973年美國國防部將2者合二為一，并由國防部牽頭的衛星導航定位聯合計劃局(JPO)領導，還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多，包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。
最初的GPS計劃在美國聯合計劃局的領導下誕生了，該方案將24顆衛星放置在互成120度的三個軌道上。每個軌道上有8顆衛星，地球上任何一點均能觀測到6至9顆衛星。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。由于預算壓縮，GPS計劃不得不減少衛星發射數量，改為將18顆衛星分布在互成60度的6個軌道上，然而這一方案使得衛星可靠性得不到保障。1988年又進行了最后一次修改：21顆工作星和3顆備用星工作在互成60度的6條軌道上。這也是GPS衛星所使用的工作方式。
GPS導航系統是以全球24顆定位人造衛星為基礎，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統。它由三部分構成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監測站及通訊輔助系統組成。二是空間部分，由24顆衛星組成，分布在6個軌道平面。三是用戶裝置部分，由GPS接收機和衛星天線組成。民用的定位精度可達10米內。
中國北斗：互動 開放
北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。系統建設目標是：建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的覆蓋全球的北斗衛星導航系統。北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成。
北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。
2012年12月27日，北斗系統空間信號接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。
2013年12月27日，北斗衛星導航系統正式提供區域服務一周年新聞發布會在國務院新聞辦公室新聞發布廳召開，正式發布了《北斗系統公開服務性能規范（1.0版）》和《北斗系統空間信號接口控制文件（2.0版）》兩個系統文件。
2012年12月27日，北斗系統空間信號接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。
2013年12月27日，北斗衛星導航系統正式提供區域服務一周年新聞發布會在國務院新聞辦公室新聞發布廳召開，正式發布了《北斗系統公開服務性能規范（1.0版）》和《北斗系統空間信號接口控制文件（2.0版）》兩個系統文件。
歐盟伽利略：精準
伽利略計劃，實際上是一個歐洲的全球導航服務計劃。它是世界上笫一個專門為民用目的設計的全球性衛星導航定位系統，與現在普遍使用的GPS相比，它將更顯先進、更加有效、更為可靠。它的總體思路具有四大特點：自成獨立體系；能與其它的GNSS系統兼容互動；具備先進性和競爭能力；公開進行國際合作。歐洲伽利略系統是歐洲計劃建設的新一代民用全球衛星導航系統，按照規劃伽利略計劃將耗資約27億美元，系統由30顆衛星組成，其中27顆衛星為工作衛星，3顆為候補衛星。衛星高度為24126公里，位于3個傾角為56度的軌道平面內。該系統除了30顆中高度圓軌道衛星外，還有2個地面控制中心。
俄羅斯格洛納斯：抗干擾能力強
格洛納斯（GLONASS），是俄語“全球衛星導航系統GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的縮寫。格洛納斯衛星導航系統作用類似于美國的GPS、歐洲的伽利略衛星定位系統和中國的北斗衛星導航系統。
該系統最早開發于蘇聯時期，后由俄羅斯繼續該計劃。俄羅斯 1993年開始獨自建立本國的全球衛星導航系統。該系統于2007年開始運營，當時只開放俄羅斯境內衛星定位及導航服務。到2009年，其服務范圍已經拓展到全球。該系統主要服務內容包括確定陸地、海上及空中目標的坐標及運動速度信息等。
“格洛納斯”導航系統目前在軌運行的衛星已達30顆，俄航天部門計劃2014年內再發射3顆 。
該系統最早開發于蘇聯時期，后由俄羅斯繼續該計劃。俄羅斯 1993年開始獨自建立本國的全球衛星導航系統。該系統于2007年開始運營，當時只開放俄羅斯境內衛星定位及導航服務。到2009年，其服務范圍已經拓展到全球。該系統主要服務內容包括確定陸地、海上及空中目標的坐標及運動速度信息等。
“格洛納斯”導航系統目前在軌運行的衛星已達30顆，俄航天部門計劃2014年內再發射3顆 。
聲明①：文章部分內容來源互聯網，如有侵權請聯系刪除，郵箱 cehui8@qq.com
聲明②：中測網登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其描述，文章內容僅供參考。
加群提示：我們創建了全國32個省份的地方測繪群，旨在打造本地測繪同行交流圈，有需要請聯系管理員測小量（微信 cexiaoliang）進群，一人最多只能進入一個省份群，中介人員勿擾