【摘 要】美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略定位系统和中国 北斗卫星导航系统为联合国卫星导航委员会认定的全球卫星导航系统四大核心供应商。本文主要介绍了全球四大卫星导航系统的概况以及与目前应用最广泛的GPS系统的比较。
【关键词】卫星导航系统；功能；区别
0.前言
卫星导航系统是覆盖全球的自主地利空间定位的卫星系统，允许小巧的电子接收器确定它的所在位置（经度、纬度和高度），并且经由卫星广播沿着视线方向传送的时间信号精确到10米的范围内。卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会和经济效益，对民生和国防产生深远的影响。
1.全球卫星导航系统概述
（1）全球定位系统（英语：Global Positioning System，通常简称GPS），又称全球卫星定
位系统，是美国国防部研制和维护的中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。全球定位系统可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。
该系统由美国政府于1970年代开始进行研制并于1994年全面建成。使用者只需拥有GPS接收机即可使用该服务，无需另外付费。GPS信号分为民用的标准定位服务和军规的精确定位服务两类。由于SPS无须任何授权即可任意使用，原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击，故在民用讯号中人为地加入选择性误差（即SA政策）以降低其精确度，使其最终定位精确度大概在100米左右；军规的精度在十米以下。2000年以后，克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
GPS系统拥有如下多种优点：使用低频讯号，纵使天候不佳仍能保持相当的讯号穿透性；全球覆盖（高达98%）；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可
移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。
（2）GLONASS系统由苏联在1976年组建，现在由俄罗斯政府负责运营。该系统由卫星、地面测控站和用户设备三部分组成，目前的系统由21颗工作星和3颗备份星组成，分布于3个轨道平面上，每个轨道面有8颗卫星，轨道高度1万9000公里，运行周期11小时15分。
1991年组建成具备覆盖全球的卫星导航系统，从1982年12月12日开始，该系统的导航卫星不断得到补充，至1995年，该系统卫星在数目上基本上得到完善，但随着俄罗斯经济不断走低，该系统也因此因失修等原因陷入崩溃的边缘。但2001年到2010年10月俄罗斯政府已经补齐了该系统需要的24颗卫星。预计到2012年GLONASS全球导航系统卫星的数量将增加到30颗，实现全球定位导航，届时其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1米左右。
（3）伽利略定位系统（Galileo），是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统，在2008年投入运行后，全球的用户使用多制式的接收机，获得更多的导航定位卫星的信号，将无形中极大地提高导航定位的精度，这是“伽利略”
计划给用户带来的直接好处。“伽利略”计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度，高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理，可以进行覆盖全球的导航和定位功能。
（4）北斗导航定位系统，是我国20世纪80年代提出的“双星快速定位系统”的发展计划。方案于1983年提出，2000年10月31日和12月21日两颗试验的导航卫星成功发射，标志我国已建立起第一代独立自主导航定位系统。2003年5月25日第三颗北斗卫星的发射成功，一个完整的卫星导航系统完全建成，可确保全天候实时提供卫星导航定位服务。
北斗卫星导航系统突出的特点是：系统的空间卫星数目少、用户终端设备简单。北斗导航定位系统包括空间部分、地面中心站、用户接收部分。空间部分：由三颗地球静止轨道卫星（一颗备用）组成。地面中心站：包括地面应用系统和测控系统，具有位置报告、双向报告通讯及双向授时功能。用户部分：车辆、船舶、飞机以及各军兵种低动态及静态导航定位的用户。服务区域：东经70～145度，北纬5～55度范围（我国处于东经72～136度）。定位精度：平面±20米，高程±10米。北斗导航定位系统是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统，能够快速确定用户所在地的地理位置，向用户及主管部门提供导航信息。
2.各系统与美国GPS全球定位系统的比较
2.1 GLONASS与GPS有以下几点不同之处
（1）卫星发射频率不同。GPS的卫星信号采用码分多址体制，每颗卫星的信号频率和调制方式相同，不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。基于这个原因，GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰，因而，具有更强的抗干扰能力。
（2）坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系，而GLONASS使用前苏联地心坐标系（PZ-90）。
（3）时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联，而GLONASS则与莫斯科标准时相关联。
2.2 Galileo与GPS的不同之处
（1）两个系统使用的轨道不同。GPS系统24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上，即每个轨道
面上有4颗卫星。卫星轨道面相对于地球赤道面的轨道倾角为55°，各轨道平面的升交点的赤经相差60°，一个轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星升交角距超前30°。而伽利略系统30颗卫星分别在轨道高度23616千米、半长轴29994千米、轨道倾角56度、轨道平面数为3的圆形轨道，运行周期14小时4分钟。
（2）卫星的重量和寿命不同。GPS卫星是由洛克菲尔国际公司空间部研制的，卫星重774千克，使用寿命为7年。伽利略系统卫星重量700千克，卫星寿命15—20年。卫星寿命的显著增加是伽利略系统卫星的主要技术创新亮点。
2.3北斗导航系统和GPS的主要区别
（1）技术体制不同，GPS是一个接收型的定位系统，只转播信号，用户接收就可以做定位了，不受容量的限制。”北斗一号”是双向的，既有定位又有通信的系统。
汽车gps导航（2）用途和特点是不一样的，GPS解决了一个在哪里的定位问题，北斗不仅仅解决了在哪里，还解决你在这里他在哪里的问题，北斗的用户终端实际上是具有收发功能的，北斗是一个具有定位和通信双重功能的设备，用户上不一样接收的场合也不一样。北斗导航系统的
潜力所在，主要在定位通信综合领域上，对这种综合功能有需求的领域都会得到充分的应用，现在仅有定位需要的客户，对北斗的需要不迫切。但是对于既需要位置又需要把位置传递出去的用户，北斗卫星导航定位系统是非常有用的。
3.结束语
卫星导航系统目前已经广泛应用于国土资源、水利、电力、测绘、农业、林业、数字城市、环境保护、灾害监测、建筑、救助、航运、交通运输、通信、导航、金融、气象、海洋、水文监测国防等诸多领域，是关系国家战略安全的系统工程。随着社会和经济的发展，人们对卫星导航的需求越来越大，卫星导航系统是国家的经济、社会发展安全的可靠保障。卫星导航是一个国家的战略性新兴产业，对国民经济是一个新的经济增长点，对推动国家信息化建设、调整产业结构、提高社会生产效率、转变人民生活方式、提高大众生活质量，都具有重要意义。
【参考文献】
[1]孙宪兵，郑卫锋，孙奉劼.北斗卫星导航系统与GPS导航系统的性能比较[J].城市建设理论研究，2012（8）.
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