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全球四大卫星导航系统概述与比较

【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：GlobalPositioningSystem，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