淺談GNSS的現(xiàn)狀和發(fā)展

淺談GNSS的現(xiàn)狀與開展一GNSS的定義全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)〔GNSS〕，英文名稱“GlobalNavigationSatelliteSystem”，它是所有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)及其增強(qiáng)系統(tǒng)的集合名詞，是利用全球的所有導(dǎo)航衛(wèi)星所建立的覆蓋全球的全天侯無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。目前，GNSS包含了美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國(guó)的Compass(北斗)、歐盟的Galileo系統(tǒng)，SBAS廣域差分系統(tǒng)，DORIS星載多普勒無線電定軌定位系統(tǒng)，QZSS準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)，GAGANGPS靜地衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)等，可用的衛(wèi)星數(shù)目到達(dá)100顆以上。二GNSS的由來早在20世紀(jì)90年代中期開始，歐盟為了打破美國(guó)在衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、授時(shí)市場(chǎng)中的壟斷地位，獲取巨大的市場(chǎng)利益，增加歐洲人的就業(yè)時(shí)機(jī)，一直在致力于一個(gè)雄心勃勃的民用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)方案，稱之為GlobalNavigationSatelliteSystem。該方案分兩步實(shí)施：第一步是建立一個(gè)綜合利用美國(guó)的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)的第一代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(當(dāng)時(shí)稱為GNSS-1，即后來建成的EGNOS)；第二步是建立一個(gè)完全獨(dú)立于美國(guó)的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)之外的第二代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，即正在建設(shè)中的Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。由此可見，GNSS從一問世起，就不是一個(gè)單一星座系統(tǒng)，而是一個(gè)包括GPS、GLONASS、Compass、Galileo等在內(nèi)的綜合星座系統(tǒng)。眾所周知，衛(wèi)星是在天空中環(huán)繞地球而運(yùn)行的，其全球性是不言而喻的；而全球?qū)Ш绞窍鄬?duì)于陸基區(qū)域性導(dǎo)航而言，以此表達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航的優(yōu)越性。下列圖為歐盟EGNOS廣域差分系統(tǒng)三早期的衛(wèi)星定位技術(shù)衛(wèi)星定位技術(shù)是利用人造地球衛(wèi)星進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)量的技術(shù)。當(dāng)初，人造地球衛(wèi)星僅僅作為一種空間的觀測(cè)目標(biāo)，由地面觀測(cè)站對(duì)它進(jìn)行攝影測(cè)量，測(cè)量測(cè)站至衛(wèi)星的方向，建立衛(wèi)星三角網(wǎng)；也可以用激光技術(shù)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行距離觀測(cè)，測(cè)定測(cè)站至衛(wèi)星的距離，建立衛(wèi)星測(cè)距網(wǎng)。這種對(duì)衛(wèi)星的幾何觀測(cè)能夠解決用常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離陸地海島聯(lián)測(cè)定位的問題。20世紀(jì)60-70年代，美國(guó)國(guó)家大地測(cè)量局〔NGS〕在美國(guó)和德國(guó)測(cè)繪部門的協(xié)助下，用衛(wèi)星三角測(cè)量的方法花了幾年時(shí)間測(cè)設(shè)了由45個(gè)測(cè)站組成的全球三角網(wǎng)，點(diǎn)位精度5m。但是這種觀測(cè)方法受衛(wèi)星可見條件及天氣的影響，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不僅定位精度低，而且不能測(cè)得點(diǎn)位的地心坐標(biāo)。因此，衛(wèi)星三角測(cè)量很快被衛(wèi)星多普勒定位所取代，使衛(wèi)星定位技術(shù)從把衛(wèi)星作為空間觀測(cè)目標(biāo)的低級(jí)階段，開展到了衛(wèi)星動(dòng)態(tài)點(diǎn)的高級(jí)階段。四子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用及其缺陷20世紀(jì)50年代末期，美國(guó)開始研制用多普勒衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行測(cè)速，定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，叫做子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)〔NNSS〕。子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的問世，開創(chuàng)了?？諏?dǎo)航的新時(shí)代，揭開了衛(wèi)星大地測(cè)量學(xué)的新篇章。70年代，局部導(dǎo)航電文解密交付民用。自此，衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)迅速興起。多普勒定位具有經(jīng)濟(jì)快速，精度均勻，不受天氣和時(shí)間限制等優(yōu)點(diǎn)。只要在測(cè)點(diǎn)上能收到從子午衛(wèi)星上發(fā)來的無線電信號(hào)，便可在地球外表的任何地方進(jìn)行單點(diǎn)定位或聯(lián)測(cè)定位，獲得測(cè)站點(diǎn)的三維地心坐標(biāo)。在美國(guó)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建立的同時(shí)，前蘇聯(lián)也于1965年建立了一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，叫做CICADA，有12顆所謂宇宙衛(wèi)星。NNSS和CICADA衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然將導(dǎo)航和定位推向了一個(gè)新的開展階段，但是它們?nèi)匀淮嬖谥恍┟黠@的缺陷，比方衛(wèi)星少，不能及時(shí)定位。子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用6顆衛(wèi)星，并能通過地球的南北極運(yùn)行。地面點(diǎn)上空子午衛(wèi)星通過的間隔時(shí)間較長(zhǎng)，而且低緯度地區(qū)每天的衛(wèi)星通過次數(shù)遠(yuǎn)低于高緯度地區(qū)。而對(duì)于同一地點(diǎn)兩次子午衛(wèi)星通過的間隔時(shí)間為0.8-1.6小時(shí)，對(duì)于同一子午衛(wèi)星，每天通過次數(shù)最多為13次，間隔時(shí)間更長(zhǎng)。由于一臺(tái)多普勒接收機(jī)一般需觀測(cè)15次合格的衛(wèi)星通過，才能使單點(diǎn)定位精度到達(dá)10米左右，而各個(gè)測(cè)站觀測(cè)了公共的17次合格的衛(wèi)星通過時(shí)，聯(lián)測(cè)定位的精度才能到達(dá)0.5米左右。間隔時(shí)間和觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，不能為用戶提供實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航效勞，精度較低等限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域。子午衛(wèi)星軌道低〔平均高度1070KM〕，難以精密定軌，以及子午衛(wèi)星射電頻率低〔400MHZ和150MHZ〕，難以補(bǔ)償電離層效應(yīng)的影響，致使衛(wèi)星多普勒定位精度局限在米級(jí)水平〔精度極限0.5-1m〕。五GPS全球定位系統(tǒng)用子午衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行多普勒定位時(shí)，不僅觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)〔需要一兩天的觀測(cè)時(shí)間〕，而且既不能進(jìn)行連續(xù)，實(shí)時(shí)定位，又不能到達(dá)厘米級(jí)定位精度，因此其應(yīng)用受到了較大的限制。為了實(shí)現(xiàn)全天候，全球性和高精度的連續(xù)導(dǎo)航與定位，第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——GPS全球定位系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。1973年12月，美國(guó)國(guó)防部批準(zhǔn)它的海陸空三軍聯(lián)合研制新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：navigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem，其意為“衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為根底的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性〔陸地，海洋，航空和航天〕，全球性，全天候，連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航，定位和定時(shí)功能，能為用戶提供精密的三維坐標(biāo)，速度和時(shí)間。自1974年以來，GPS方案已經(jīng)歷了方案論證〔1974-1978年〕，系統(tǒng)論證〔1979-1987年〕，生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)〔1988-1993年〕三個(gè)階段?？偼顿Y超過200億美元。整個(gè)系統(tǒng)分為衛(wèi)星星座，地面控制和監(jiān)測(cè)站，用戶設(shè)備三大局部。論證階段共發(fā)射了11顆叫做BLOCKI的試驗(yàn)衛(wèi)星，生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)階段發(fā)射BLOCKIIR型第三代衛(wèi)星，GPS系統(tǒng)由此根底改建而成。GPS衛(wèi)星，其根本技術(shù)參數(shù)是：衛(wèi)星顆數(shù)為21+3〔截止2007年11月5日在軌的GPS衛(wèi)星為31顆〕，衛(wèi)星軌道面?zhèn)€數(shù)為6，衛(wèi)星高度為20200KM，軌道傾角為55度，衛(wèi)星運(yùn)行周期為11小時(shí)58分〔恒星時(shí)12小時(shí)〕，基準(zhǔn)頻率10.23MHZ，載波頻率為1575.42MHZ和1227.60MHZ。衛(wèi)星通過天頂時(shí)，衛(wèi)星可見時(shí)間為5小時(shí)，在地球外表上任何地方任何時(shí)刻，在高度角15度以上，平均可同時(shí)觀測(cè)到6顆衛(wèi)星，最多可達(dá)11顆衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星星座示意圖GPS衛(wèi)星的主體呈圓柱形，直徑約為1.5m重約774kg(其中包括310kg燃料〕，兩側(cè)各安裝兩塊雙葉太陽能電池板，能自動(dòng)對(duì)日定向，以保證衛(wèi)星正常工作的用電，每顆GPS衛(wèi)星上裝有4臺(tái)高精度的原子鐘，其中2臺(tái)為銣鐘，2臺(tái)為銫鐘。原子種為GPS定位提供高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。衛(wèi)星的運(yùn)行周期約為11恒星時(shí)58分，每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號(hào)，GPS用戶正是利用這些信號(hào)來進(jìn)行工作的。GPS工作衛(wèi)星對(duì)于導(dǎo)航定位來說，GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)點(diǎn)。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷——描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都是由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一個(gè)重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)——GPS時(shí)間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測(cè)每顆衛(wèi)星的時(shí)間，求出鐘差，然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站，三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。主控站位于美國(guó)克羅拉多Colorado的法爾孔Falcon空軍基地。它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站根據(jù)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)它還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)度備用衛(wèi)星替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)除了主控站外其它四個(gè)分別位于夏威夷Hawaii、阿松森群島Ascencion、迭哥伽西亞DiegoGarcia、卡瓦加蘭Kwajalein。監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)、監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài)。注入站有三個(gè)。它們分別位于阿松森群島Ascencion、迭哥伽西亞DiegoGarcia、卡瓦加蘭Kwajalein。注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。GPS衛(wèi)星地面監(jiān)控系統(tǒng)GPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換，放大和處理，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。GPS接收機(jī)，包括接收機(jī)硬件，機(jī)內(nèi)軟件以及GPS數(shù)據(jù)后處理軟件包。GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大局部。對(duì)于測(cè)地型接收機(jī)來說，兩個(gè)單元一般分為兩個(gè)獨(dú)立的部件，觀測(cè)時(shí)將天線單元安置在測(cè)站上，接收單元置于測(cè)站附近適當(dāng)?shù)牡胤?，用電纜線將二者連接成一體。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，觀測(cè)時(shí)安置在測(cè)站點(diǎn)上。分體式GPS一體式GPS近幾年，國(guó)內(nèi)外GPS生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出很多種類型的GPS測(cè)地型接收機(jī)。各種類型的GPS測(cè)地型接收機(jī)用于精密相對(duì)定位時(shí)，其雙頻接收機(jī)精度可達(dá)5mm+1ppm*D，用于差分定位其精度可達(dá)亞米級(jí)至厘米級(jí)。目前，各種類型的GPS接收機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測(cè)。GPS和GLOASS兼容的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)接收機(jī)已經(jīng)問世。六GLOASS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASS是GLObalNAvigationSatelliteSystem(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的字頭縮寫，是前蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)的與美國(guó)GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶設(shè)備三局部組成。現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。GLONASS的起步比GPS晚9年。從前蘇聯(lián)于1982年10月12日發(fā)射第一顆GLONASS衛(wèi)星衛(wèi)星開始，到1996年，歷經(jīng)周折，雖然遭遇了蘇聯(lián)解體，由俄羅斯接替部署，但始終沒有終止GLOASS衛(wèi)星的發(fā)射。1995年進(jìn)行三次成功發(fā)射，將9顆衛(wèi)星送入軌道后，完成了24顆衛(wèi)星加一顆備用衛(wèi)星的布局。經(jīng)過數(shù)據(jù)的加載，調(diào)整和檢驗(yàn)，已于1996年1月18日，整個(gè)系統(tǒng)開始正常運(yùn)行。然而，20世界90年代中期以來，由于衛(wèi)星壽命短、資金短缺等原因，替補(bǔ)衛(wèi)星不能如期發(fā)射、地面控制系統(tǒng)不能正常維修更新，致使系統(tǒng)故障發(fā)生的概率明顯增加，提供的導(dǎo)航定位效勞精度和可靠性變差。2001年底衛(wèi)星數(shù)量降到最低點(diǎn)〔7顆〕，系統(tǒng)處于半癱瘓狀態(tài)。隨著近幾年俄羅斯經(jīng)濟(jì)的好轉(zhuǎn)、大量民間用戶的參與以及國(guó)外資金的到位，2002年～2007年間，經(jīng)過對(duì)空間衛(wèi)星的幾次補(bǔ)網(wǎng)。2003年12月10日，第一顆GLONASS-M衛(wèi)星入軌運(yùn)行，并于2004年01月29日開始向廣闊用戶發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)(GLONASS-M衛(wèi)星的導(dǎo)航電文增修了GPS與GLONASS之間的系統(tǒng)時(shí)間差GPS等8個(gè)參數(shù))；這標(biāo)志著GLONASS現(xiàn)代化邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步。目前GLONASS在軌工作衛(wèi)星共17顆，其中10顆為舊衛(wèi)星，7顆為GLONASS-M新衛(wèi)星。此外，地面測(cè)控站設(shè)施也進(jìn)行了一定的改良，系統(tǒng)定位、測(cè)速和授時(shí)精度都得到了改善，分別為定位精度10～15m，測(cè)速精度0.01m/s，授時(shí)精度20～30ns。2007年5月18日俄羅斯總統(tǒng)又公布最新總統(tǒng)令，主要內(nèi)容為〔1〕繼續(xù)開展完全免費(fèi)的民用信號(hào)〔2〕確保提升GLONASS系統(tǒng)為政府戰(zhàn)略決策效勞的性能。并建議俄羅斯航空局維持、開展和推廣應(yīng)用GLONASS全球坐標(biāo)系統(tǒng)，建議政府機(jī)構(gòu)制訂GLONASS性能提升、GLONASS與其他GNSS進(jìn)行兼容和互操作以及2012～2020年間GLONASS新的開展方案等。GLONASS系統(tǒng)在系統(tǒng)組成和工作原理上與GPS類似，也是由空間衛(wèi)星星座，地面控制中心和用戶設(shè)備三大局部組成。GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星〔目前在軌17顆衛(wèi)星〕組成，均勻分布在3個(gè)近圓形的軌道平面上，每個(gè)軌道面8顆衛(wèi)星，軌道高度19100公里，運(yùn)行周期11小時(shí)15分，軌道傾角64.8°。由于GLONASS衛(wèi)星的軌道傾角大于GPS軌道傾角，所以在高緯度地區(qū)〔50度以上〕的可視性較好。GLONASS衛(wèi)星星座示意圖每顆GLONASS衛(wèi)星上裝有銫原子鐘以產(chǎn)生衛(wèi)星上高穩(wěn)定的時(shí)標(biāo)，并向所有星載設(shè)備提供同步信號(hào)。星載計(jì)算機(jī)將從地面控制站接收到的專用信息進(jìn)行處理，生成導(dǎo)航電文向用戶播送。導(dǎo)航電文包括：星歷參數(shù)；星鐘相對(duì)于GLONASSUTC時(shí)〔SU〕的偏移值；時(shí)間標(biāo)記；GLONASS歷書。GLONASS衛(wèi)星向空間發(fā)射兩種載波信號(hào)。L1頻率為1.602-1.616MHZ，L2頻率為1.246-1.256MHZ，L1為民用，L1和L2為軍用。信號(hào)格式為偽隨機(jī)噪聲擴(kuò)頻信號(hào)，測(cè)距碼用最長(zhǎng)序列碼。同步碼重復(fù)周期2秒，30位，并有100周方波振蕩的二進(jìn)制碼信息調(diào)制。各衛(wèi)星之間的識(shí)別方法采用頻分復(fù)用制〔FDMA〕，L1頻道間隔0.5625MHZ，L2頻道間隔0.4375MHZ。FDMA占用頻段較寬，24個(gè)衛(wèi)星的L1頻段占用約14MHZ。GLONASS工作衛(wèi)星GLONASS衛(wèi)星星座的地面控制組〔GCS〕包括一個(gè)系統(tǒng)控制中心〔在莫斯科區(qū)的Golitsyno-2〕,一個(gè)指令跟蹤站〔CTS〕,網(wǎng)絡(luò)分布在俄羅斯境內(nèi)。CTS跟蹤著GLONASS可視衛(wèi)星，它遙測(cè)所有衛(wèi)星，進(jìn)行測(cè)距數(shù)據(jù)的采集和處理，并向各衛(wèi)星發(fā)送控制指令和導(dǎo)航信息。在CGS內(nèi)有激光測(cè)距設(shè)備對(duì)測(cè)距數(shù)據(jù)做周期修正，為此所有GLONASS衛(wèi)星都裝有激光反射鏡。GLONASS接收機(jī)接收GLONASS衛(wèi)星信號(hào)并測(cè)量其偽距和速度，同時(shí)從衛(wèi)星信號(hào)中選出并處理導(dǎo)航電文。接收機(jī)中的計(jì)算機(jī)對(duì)所有輸入數(shù)據(jù)處理并算出位置坐標(biāo)的三個(gè)分量，速度矢量的三個(gè)分量和時(shí)間。GLONASS系統(tǒng)進(jìn)展較快，運(yùn)行正常，但生產(chǎn)用戶設(shè)備的廠家還較少，生產(chǎn)的接收機(jī)多為專用型。國(guó)內(nèi)上海華測(cè)導(dǎo)航技術(shù)研制出了GPS/GLONASS聯(lián)合接收機(jī)。GPS與GLONASS聯(lián)合型接收機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：用戶同時(shí)可接收的衛(wèi)星數(shù)目約增加一倍，可以明顯改善觀測(cè)衛(wèi)星的幾何分布，提高定位精度；由于可見衛(wèi)星的增加，在一些遮擋物較多的城市，森林等地區(qū)進(jìn)行測(cè)量定位和建立運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控管理比擬容易開展；利用兩個(gè)獨(dú)立的衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航和定位測(cè)量，可有效削弱美俄兩國(guó)對(duì)各自定位系統(tǒng)的可能控制，提高地位的可靠性和平安性。七伽利略〔Galileo〕GNSS系統(tǒng)從1994年歐盟已開始對(duì)伽利略系統(tǒng)方案實(shí)施論證。2000年歐盟已向世界無線電委員會(huì)申請(qǐng)并獲準(zhǔn)建立伽利略系統(tǒng)的L頻段的頻率資源。2002年3月歐盟15國(guó)交通部長(zhǎng)一致同意伽利略系統(tǒng)的建設(shè)。該系統(tǒng)由歐盟各政府和私營(yíng)企業(yè)共同投資〔36億歐元〕，是將來精度最高的全開放的新一代定位系統(tǒng)。伽利略系統(tǒng)方案由30顆衛(wèi)星〔27顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星〕組成。30顆衛(wèi)星部署在3個(gè)高度圓軌道面上，軌道高度23616km，傾角56度，星座對(duì)地面覆蓋良好。在歐洲建立兩個(gè)控制中心。歐洲航天局在2005年12月28日發(fā)射了第一顆伽利略演示衛(wèi)星。Galileo系統(tǒng)最主要的設(shè)計(jì)思想是：與GPS/GLONASS不同，完全從民用出發(fā)，建立一個(gè)最高精度的全開放型的新一代GNSS系統(tǒng)；與GPS/GLONASS有機(jī)地兼容，增強(qiáng)系統(tǒng)使用的平安性和兼容性；建設(shè)資金〔36億歐元〕由歐洲各國(guó)和私營(yíng)企業(yè)共同投資。但是，政治斗爭(zhēng)可能會(huì)破壞Galileo系統(tǒng)的建設(shè)，由歐盟挑選的八家歐洲公司組成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，由于職權(quán)斗爭(zhēng)，嚴(yán)重影響了Galileo系統(tǒng)的建設(shè)。據(jù)一位技術(shù)分析專家稱，Galileo有可能在2014或更晚時(shí)間才能夠建設(shè)完成。Galileo衛(wèi)星示意圖八我國(guó)北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)〔BeiDou(COMPASS)NavigationSatelliteSystem〕，是中國(guó)研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括北斗一號(hào)和北斗二號(hào)的2代系統(tǒng)。北斗一號(hào)是一個(gè)已投入使用的區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗二號(hào)那么是一個(gè)正在建設(shè)中的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗一號(hào)由三顆北斗定位衛(wèi)星〔兩顆工作衛(wèi)星、一顆備份衛(wèi)星〕、地面控制中心為主的地面局部、與北斗用戶終端三局部組成。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)可向用戶提供全天候、二十四小時(shí)的即時(shí)定位效勞。定位精度可達(dá)數(shù)十納秒的同步精度，其精度號(hào)稱GPS相當(dāng)，唯缺乏原子鐘等關(guān)鍵零組件，以現(xiàn)有用戶端顯示，校準(zhǔn)精度為20米，未校準(zhǔn)精度100米，較民用GPS精度為低。北斗一號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作過程是：首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時(shí)發(fā)送詢問信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向效勞區(qū)內(nèi)的用戶播送。用戶響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問信號(hào)，并同時(shí)向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來的信號(hào)，然后根據(jù)用戶的申請(qǐng)效勞內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。對(duì)定位申請(qǐng)，中心控制系統(tǒng)測(cè)出兩個(gè)時(shí)間延遲：即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問信號(hào)，經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶，用戶發(fā)出定位響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問信號(hào)，經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達(dá)用戶，用戶發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。由于中心控制系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是的，因此由上面兩個(gè)延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離，以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和，從而知道用戶處于一個(gè)以第一顆衛(wèi)星為球心的一個(gè)球面，和以兩顆衛(wèi)星為焦點(diǎn)的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶處于某一與地球基準(zhǔn)橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計(jì)算出用戶所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)，這個(gè)坐標(biāo)經(jīng)加密由出站信號(hào)發(fā)送給用戶。規(guī)劃相繼發(fā)射5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。此前，已成功發(fā)射了七顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。按照建設(shè)規(guī)劃，2012年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將首先提供覆蓋亞太地區(qū)的導(dǎo)航、授時(shí)和短報(bào)文通信效勞能力。2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗二號(hào)是中國(guó)開發(fā)的獨(dú)立的全球衛(wèi)星地位系統(tǒng)，不是北斗一號(hào)的簡(jiǎn)單延伸，更類似于，GPS全球定位系統(tǒng)和伽利