全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對比

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)比較

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡介

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，為人類帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益。中國作為發(fā)展中國家，擁有廣闊的領(lǐng)土和海域，高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，努力探索和發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

2000年以來，中國已成功發(fā)射了4顆“北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星”，建成北斗導(dǎo)航試驗系統(tǒng)(第一代系統(tǒng))。這個系統(tǒng)具備在中國及其周邊地區(qū)范圍內(nèi)的定位、授時、報文和GPS廣域差分功能，并已在測繪、電信、水利、交通運輸、漁業(yè)、勘探、森林防火和國家安全等諸多領(lǐng)域逐步發(fā)揮重要作用。

中國正在建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)(屬于第二代系統(tǒng))。開放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費提供定位、測速和授時服務(wù)，定位精度為10米，授時精度為50納秒，測速精度0.2米／秒。授權(quán)服務(wù)是向授權(quán)用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。

中國計劃2007年初發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，2008年左右滿足中國及周邊地區(qū)用戶對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求，并進行系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗，逐步擴展為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡介

數(shù)量：30顆中高度圓軌道衛(wèi)星組成，27顆為工作衛(wèi)星，3顆為候補；

軌道：高度為24126公里，位于3個傾角為56度的軌道平面內(nèi)；

精度：最高精度小于1米；

用途：主要為民用；

1999年2月10日，歐盟執(zhí)行機構(gòu)歐洲委員會(EC)公布了歐洲導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)“伽利略”計劃，該系統(tǒng)是與美國全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)(GPS)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)兼容的民用全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)。歐盟之所以進行“伽利略”計劃，主要是為了擺脫對美國GPS系統(tǒng)的依賴，打破美國對全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的壟斷，在使歐洲獲得工業(yè)和商業(yè)效益的同時，贏得建立歐洲共同安全防務(wù)體系的條件。

其實，歐空局(ESA)早在1990年就決定研制“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)”， GNSS分為兩個階段，第一階段是建立一個與美國GPS系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)、以及三種區(qū)域增強系統(tǒng)均能相容的第一代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS-1)，第二階段是建立一個完全獨立于GPS系統(tǒng)和GLONASS系統(tǒng)之外的第二代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS-2)。由于GNSS-1主要是利用GPS等已經(jīng)建成的系統(tǒng)，因此其主要工作是在歐洲建立30座地面站和4個主控制中心，系統(tǒng)將在2002年部署完畢，2004年完成運營試驗。歐洲的長遠目標是擁有自己的獨立的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，即GNSS-2，也就是現(xiàn)在的“伽利略”系統(tǒng)。

“伽利略”計劃由歐洲委員會和歐空局共同負責(zé)。歐洲委員會負責(zé)政治領(lǐng)域和高層次的任務(wù)需求，其中包括對系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟收益和用戶需求的研究。歐空局負責(zé)空間分系統(tǒng)及相關(guān)地面系統(tǒng)的確定、發(fā)展和在軌鑒定。

“伽利略”系統(tǒng)的批準實施，使得歐洲繼“空中客車”和“阿里安”火箭之后，又將擁有自己獨立的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，這是歐洲力圖獨立于美國的又一個重大決定，具有重大政治意義。

歐盟稱，“伽利略”計劃是在“技術(shù)、經(jīng)濟和政治上的挑戰(zhàn)”。小心翼翼地將“政治”放在最后，自然是要減少“伽利略”的政治色彩。歐盟還表示，“伽利略”系統(tǒng)是純民用的，不用于軍事，也不干涉美國的GPS，甚至是GPS的有效補充，也是為了避免美國的反感。但是“伽利略”計劃既已啟動，其政治意義也就不言自明。

在“伽利略”系統(tǒng)的籌建過程中，曾一再受到美國的阻撓，歐洲內(nèi)部的意見也一度產(chǎn)生嚴重分歧，系統(tǒng)計劃幾乎流產(chǎn)。但歐盟委員會及歐洲航天局非常明確地向成員國指出，早在20世紀60年代，美國就曾阻止歐洲擁有自己的航天發(fā)射能力，許諾免費為歐洲發(fā)射衛(wèi)星，但歐洲頂住了誘惑和干擾，開發(fā)了自己的“阿里安”火箭，使歐洲今天不但擁有了完全獨立的衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)，而且在國際航天發(fā)射市場上占有了絕對的優(yōu)勢。歐盟委員會指出，現(xiàn)在的情況與當(dāng)初何其相似，所不同是如果沒有自己獨立的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，歐洲防務(wù)在20到30年以后將完全失去自主，歐洲也將最終淪為美國的附庸。

在“伽利略”系統(tǒng)問題上，歐洲內(nèi)部從意見分歧到最后統(tǒng)一，這足以表明盡管歐洲國家各有各的考慮，但面對美國昭然若揭的霸權(quán)野心，其他矛盾都可以暫退其后。歐洲人已經(jīng)達成共識：對歐洲的安全性起關(guān)鍵作用的導(dǎo)航系統(tǒng)如果不受歐洲控制，歐洲的主權(quán)和安全就有嚴重問題。因為世界上沒有永遠的敵人，也沒有永遠的盟友，盟友有時會變成敵人。

“伽利略”計劃很可能會成為歐洲人安全合作的起點，在軍事應(yīng)用上發(fā)揮類似GPS的功能。“伽利略”系統(tǒng)的安全保障功能絕不僅僅是一個推銷軍用接收機的問題，而是歐洲各國需要擁有一個既能用于歐洲防務(wù)體系，又能為歐洲各國軍方使用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。歐盟“伽利略”計劃軍事應(yīng)用的具體設(shè)想是：在發(fā)生沖突和戰(zhàn)爭期間，迅速將L1和L2頻率的兩級服務(wù)轉(zhuǎn)為軍用業(yè)務(wù)，而第3級L3頻率仍保留給民航等特殊用戶。歐盟將采用不同類型的接收機控制導(dǎo)航信號及其應(yīng)用。

格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡介

數(shù)量：24顆衛(wèi)星組成；

精度：10米左右；

用途：軍民兩用；

進展：目前已有17顆衛(wèi)星在軌運行，計劃2008年全部部署到位。

2003年9月24日，是俄聯(lián)邦政府總統(tǒng)正式宣布俄羅斯GLONASS系統(tǒng)開始服役的十周年紀念日。

事實上，GLONASS在1993年只是具備了初始作戰(zhàn)能力。直到1995年末1996年初GLONASS才真正實現(xiàn)了完整星座的部署。GLONASS的第一顆衛(wèi)星是1982年發(fā)射入軌的，同年還發(fā)射了兩顆同軌道(19100千米)的Etalon geodetic衛(wèi)星，對規(guī)劃的高度和傾角的地球引力場特性進行全面表征。原計劃1991年建成完整的工作系統(tǒng)。

GLONASS的工作衛(wèi)星有21顆，分布在3個軌道平面上，同時有三顆備份星。這三個軌道平面兩兩相隔120度，同平面內(nèi)的衛(wèi)星之間相隔45度。每顆衛(wèi)星都在19100千米高、64.8度傾角的軌道上運行。每顆衛(wèi)星需要11小時15分鐘完成一個軌道周期。

地面控制部分全部都位于前蘇聯(lián)領(lǐng)土境內(nèi)，地面控制中心和時間標準位于莫斯科，遙測和跟蹤站位于圣彼得堡、Ternopol、Eniseisk和共青城。

1960年晚些時候，俄羅斯軍方確認需要一個衛(wèi)星無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(SRNS))用于規(guī)劃中的新一代彈道導(dǎo)彈的精確導(dǎo)引。當(dāng)時已有的Tsiklon衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收站需要好幾分鐘的觀測才能確定一個位置，因此不能達到導(dǎo)航定位的目的。1968-1969年，國防部、科學(xué)院和海軍的一些研究所聯(lián)合起來要為海、陸、空、天武裝力量建立一個單一的解決方案。1970年這個系統(tǒng)的需求文件編制完成。進一步研究之后，在1976年，前蘇聯(lián)頒布法令建立GLONASS(Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema)。

　　GLONASS衛(wèi)星星座基本上一直處于降效運行狀態(tài)，只有8顆衛(wèi)星是全功能工作的。90年代曾經(jīng)制定過一個GLONASS星座漸進增強計劃，企圖在2001年開始有12顆全功能工作的衛(wèi)星，但根據(jù)最新情報，目前仍然只有8顆全功能工作的衛(wèi)星。

俄羅斯目前正在著手GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)代化的工作。俄羅斯太空部隊打算開始進行新一代GLONASS-M計劃的飛行試驗，發(fā)射將在2004年左右進行。新型GLONASS-M衛(wèi)星除了將有更長的設(shè)計壽命(從現(xiàn)行的3年提高到7-8年)以外，還將具有更好的訊號特性。俄羅斯還計劃要在將來轉(zhuǎn)變到低質(zhì)量(MASS)第三代GLONASS-K衛(wèi)星，確保衛(wèi)星工作壽命在10年以上。