全球四大卫星导航系统简介
美国的GPS系统
美国的GPS系统,由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。GPS的信号有两种C/A码,P码。民用:C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了SA(SelectiveAvailability),令接收机的误差增大,到100米左右。在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。军用:P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。
中国的“北斗”卫星导航定位系统
“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。“北斗“卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。这和美国GPS的水平是差不多的。另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。通过“北斗”系统,用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后,会不会取代GPS呢?曹冲研究员的答案是否定的。“„北斗二号‟和GPS以后将形成竞争,对于普通消费者来说是一个好消息,另外,中国的„北斗二号‟车载导航仪将兼容GPS,这样,使用者将非常方便。”
俄罗斯的“格洛纳斯”卫星导航系统
俄罗斯从前苏联时期的1976年就开始推进和美国GPS相抗衡的“格洛纳斯”系统,但随着20世纪90年代初期陷入经济危机,计划被迫中断,只运营了一半,也就是16颗卫星。格洛纳斯系统系统单点定位精度水平方向为16M,垂直方向为25M。为进一步提高GLONASS系统的定位能力,开拓广大的民用市场,俄政府计划用4年时间将其更新为GLONASS-M系统。内容有:改进一些地面测控站设施;延长卫星的在轨寿命到8年;实现系统高的定位精度:位置精度提高到10~15M,定时精度提高到20~30NS,速度精度达到0.01M/S。
欧盟主导的伽利略系统
欧盟主导的伽利略系统的目标是,耗资30亿欧元,共发射30颗卫星,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补卫星,卫星高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内,该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控制中心。据称最高精度比美国GPS高10倍。包括韩国、中国在内,日本、阿根廷、澳大利亚、俄罗斯等国也在参与该计划。当初的完成目标是2008年,但由于资金和技术方面等问题,延长到了2011年。与美国的GPS相比,“伽利略”系统可以为民用客户提供更为精确的定位,其定位精度可以达到1米,而GPS只能达到10米。公共特许服务是为欧洲/国家安全应用专门设置的,是特许的或关键的应用,以及具有战略意义的活动,其卫星信号更为可靠耐用,受成员国控制。伽利略提供的公开服务定位精度通常为15-20m(单频)和5-10m(双频)两种档次。公开特许服务有局域增强时能达到1m,商用服务有局域增强时为10cm-1m。