全球卫星导航定位系统GNSS介绍2010-12-17 17：01全球卫星导航定位系
统(GNSS=Global Navigation Satellite System)是一种以卫星为基础的无线电
导航系统。系统可发送高精度、全天时、全天候、连续实时的导航、定位和授
时信息，是一种可供海陆空领域的军民用户共享的信息资源。卫星导航定位是 指利用卫星导航定位系统提供位置、速度及时间等信息来完成对各种目标的定位、导航、监测和管理。
世界上最早的卫星导航系统是美国的子午仪导航系统(1964年开始运行)。
该系统的空间段由5-6颗卫星组成，采用多普勒定位原理，主要服务对象是北 极星核潜艇，并逐步应用于各种海面舰船。系统可在全球范围内提供全天候断
续的二维定位。系统建成后曾得到广泛应用，但该系统存在着定位实时性差、
不能确定高程等缺陷，无法满足高精度、高动态用户的要求。
为满足日益增长的军事需要，20世纪60年代末70年代初，美国和前苏联
分别开始研制全天候、全天时、连续实时提供精确定位服务的新一代全球卫星
导航系统，至90年代中期全球卫星导航系统GPS和GLONASS均已建成并投入运行。我国也建设了自主知识产权的北斗一号系统，并于2003年底正式开通运行。欧盟筹建的GALILEO全球卫星导航系统正在计划实施之中。卫星导航系统的出现，解决了大范围、全球性以及高精度快速定位的问题，最早应用于军用定位
和导航，为车、船、飞机等机动工具提供导航定位信息及精确制导；为野战或
机动作战部队提供定位服务；为救援人员指引方向。随着技术的发展与完善，
其应用范围逐步从军用扩展到民用，渗透至国民经济各部门。其中包括海上和
沙漠中的石油开发、交通管理、个人移动电话定位、商业物流管理、渔业、土
建工程、考古…，卫星导航系统已成为数字地球、数字城市的空间信息基础设施。
●美国全球定位系统GPS GPS于60年代末开始研制，1973年系统方案正
式诞生，1994年建成实用卫星导航系统，耗资120多亿美元。系统由空间段、
地面段和用户段三大部分组成。卫星星座由分布在6个轨道面上的24(21+3)颗
卫星组成，目前在轨卫星27颗。GPS由美国国防部控制，可提供军民两种服务。
军码定位精度10米，仅供美军及盟友使用；民码定位精度20米左右，平时向
全球开放，战时能实施局部关闭。GPS在海湾战争中特别是科索沃战争中，对
空中平台导航、武器发射瞄准、精确制导、打击目标定位等重要作战环节都起
到了难以替代的关键作用。
GPS实施计划共分三个阶段：
第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年，共发射了4
颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7
颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计
标准。
第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底使用的GPS网，即(21+3)GPS星座
已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
该系统是目前最成功的卫星导航系统，在实际应用和产业化上处于国际垄
断地位。GPS已经成为一个国际性的产业。尤其是从2000年5月1日24点开始，美国宣布中止了SA政策，促使GPS产业进入一个更加高速增长的时期。"GPS应用只是受到人们想象力的限制"。
●俄罗斯全球导航卫星系统GLONASS 70年代初，前苏联国防部也提出了全
球导航星系统(GLONASS)的方案设想，1978年开始系统设计，1995年系统组网
成功并投入运营，建设耗资40多亿美元。系统星座由分布3个轨道面上的24
颗卫星组成，俄军方控制。GLONASS在系统组成、定位测速原理等方面类似于GPS，但在一些具体
技术体制上也与其存在一定的差别。GLONASS可提供军民两
种导航定位服务，民用精度50米左右，军码精度与GPS相当。GLONASS的民用
市场应用程度远不及GPS，但其军码系统已在其武器装备中普遍使用。
由于俄罗斯近年来经济不景气，系统补网不及时，随着星座中卫星寿命到
期失效，到2002年8月只有5颗卫星在轨工作了。其中3颗(1组)为2000年
10月发射，2颗为2001年12月发射。目前，从高技术战争需要出发，俄罗斯
已下决心恢复和进一步发展该系统。俄政府于2001年8月20日通过了第587号"全球导航系统"联邦专项规划，明确了在2005年前恢复系统正常工作，并制订了2010年前GLONASS发展的详细计划。
●欧洲GALILEO计划
欧洲GALILEO计划，1992年2月提出，拟于2008年建成，计划投资约28亿美元，系统星座由分布在3个轨道面上的30颗卫星组成，是欧盟15个国家参与建设的民用商业系统。GALILEO系统提供3种类型服务，即：面向市场的免费服务，定位精度12-15米；商业服务，定位精度5-10米；公众服务，定位精
度4-6米。其中后两种服务是受控和收费服务。欧盟寻求与俄和中国合作，希望分担其部分经费，以其产品占领市场。
GALILEO系统空间段由30颗(其中3颗为在轨备份)均匀分布在高度23616公里、倾角56°的3个圆轨道面上的中圆轨道(MEO)卫星组成，星上装有导航和搜救载荷。
地面段与GPS和GLONASS相比，增加了对系统差分、增强与完好性监测，使得GALILEO具有比上述两个系统更高的定位精度、可用性和更好的连续性。因此，GALILEO可以满足航空、道路交通管理等与人身安全紧密相关的应用要求。
●"北斗一号"系统
"北斗一号"系统1985年提出，1994年1月批准立项研制建设。系统于2002年1月1日试运行。系统的建成，填补了我国卫星导航定位领域的空白，打破了美国、俄罗斯在这一领域的垄断，使我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航定位系统的国家。该系统投资少、见效快，适合我国国情，特别是系统具有监控、指挥调度等特点。系统运行后，已经在部队演习、发射921飞船、边境勘察、海军出访等多项任务中发挥了重要作用，受到广大官兵好评。在民用领域，北斗一号用户机在交通、铁路、森林防火等领域进行了试验，受到国家各有关部门的高度重视，纷纷表示应用的愿望。
"北斗一号"系统是由空间卫星、地面控制中心站和北斗用户终端三部分构成。空间部分包括三颗地球同步轨道卫星(GEO)组成。卫星上带有信号转发装置，完成地面控制中心站和用户终端之间的双向无线电信号的中继任务。与GPS系
统不同，所有用户终端位置的计算都是在地面控制中心站完成。因此，控制中
心可以保留全部北斗终端用户机的位置及时间信息。同时，地面控制中心站还
负责整个系统的监控管理。用户终端是直接由用户使用的设备，用于接收地面
中心站经卫星转发的测距信号。根据执行任务不同，用户终端分为定位通信终端、集团用户管理站终端、差分终端、校时终端等。
"北斗一号"系统是我国自行开发研制，具有自主知识产权、自主控制的区
域性卫星导航定位系统，适合中国的国情，其特点是将定位导航与卫星通信集
成一体，可为服务区域内用户全天候、全天时地提供高精度、快速实时定位和
双向报文通信服务。除了快速定位和短报文通信功能外，它还具有精密授时功能。同时，北斗系统融
合了我国自主的GPS卫星导航增强系统的信息，可发布GPS差分改正信息和GPS星座完好性检测信息，提高GPS定位精度和位置信息
的可靠性。
"北斗一号"系统集快速定位、数字短报文通信和精密授时于一体，在西部
和跨省区运营车辆、沿海和内河船舶的监控救援，水利、气象、石油、海洋和
森林防火的信息采集，通信、电力网络的精确授时，公安保卫、边防巡逻、海
空间导航岸缉私和交通管理的导航通信等方面将有广泛的应用。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议