各国卫星导航系统比较(北斗、伽利略、GLONASS、GPS)

      杂七杂八资料库 2007-10-18 8:55
卫星导航系统 卫星数量 定位精度 系统进展 研制国家
北斗系统 35颗 10米 2007年发射两颗北斗导航卫星,2008年左右满足中国及周边地区用户需求。 中国
伽利略系统 30颗 小于1米 1999年欧盟公布了“伽利略”计划,现在“伽利略”系统正在建设中。 欧盟
格洛纳斯(GLONASS)系统 24颗 10~15米 目前GLONASS系统已有17颗卫星在轨运行,计划2008年全部部署到位。 俄罗斯
GPS系统 24颗 5米 1994年,GPS卫星导航系统己布设完成。现在正研制第二代GPS系统。 美国
北斗卫星导航系统简介
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经济效益。中国作为发展中国家,拥有广阔的领土和海域,高度重视卫星导航系统的建设,努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。

  2000年以来,中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”,建成北斗导航试验系统(第一代系统)。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能,并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。

  中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务(属于第二代系统)。开放服务是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0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

  中国计划2007年初发射两颗北斗导航卫星,2008年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求,并进行系统组网和试验,逐步扩展为全球卫星导航系统。

伽利略卫星导航系统简介
数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗为工作卫星,3颗为候补;

  轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内;

  精度:最高精度小于1米;

  用途:主要为民用;

  1999年2月10日,欧盟执行机构欧洲委员会(EC)公布了欧洲导航卫星系统“伽利略”计划,该系统是与美国全球导航定位系统(GPS)和俄罗斯的GLONASS系统兼容的民用全球定位卫星系统。欧盟之所以进行“伽利略”计划,主要是为了摆脱对美国GPS系统的依赖,打破美国对全球卫星导航定位产业的垄断,在使欧洲获得工业和商业效益的同时,赢得建立欧洲共同安全防务体系的条件。

  其实,欧空局(ESA)早在1990年就决定研制“全球导航卫星系统(GNSS)”, GNSS分为两个阶段,第一阶段是建立一个与美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、以及三种区域增强系统均能相容的第一代全球导航卫星系统(GNSS-1),第二阶段是建立一个完全独立于GPS系统和GLONASS系统之外的第二代全球导航卫星系统(GNSS-2)。由于GNSS-1主要是利用GPS等已经建成的系统,因此其主要工作是在欧洲建立30座地面站和4个主控制中心,系统将在2002年部署完毕,2004年完成运营试验。欧洲的长远目标是拥有自己的独立的全球导航卫星系统,即GNSS-2,也就是现在的“伽利略”系统。

  “伽利略”计划由欧洲委员会和欧空局共同负责。欧洲委员会负责政治领域和高层次的任务需求,其中包括对系统总体结构、经济收益和用户需求的研究。欧空局负责空间分系统及相关地面系统的确定、发展和在轨鉴定。

  “伽利略”系统的批准实施,使得欧洲继“空中客车”和“阿里安”火箭之后,又将拥有自己独立的导航卫星系统,这是欧洲力图独立于美国的又一个重大决定,具有重大政治意义。

  欧盟称,“伽利略”计划是在“技术、经济和政治上的挑战”。小心翼翼地将“政治”放在最后,自然是要减少“伽利略”的政治色彩。欧盟还表示,“伽利略”系统是纯民用的,不用于军事,也不干涉美国的GPS,甚至是GPS的有效补充,也是为了避免美国的反感。但是“伽利略”计划既已启动,其政治意义也就不言自明。

  在“伽利略”系统的筹建过程中,曾一再受到美国的阻挠,欧洲内部的意见也一度产生严重分歧,系统计划几乎流产。但欧盟委员会及欧洲航天局非常明确地向成员国指出,早在20世纪60年代,美国就曾阻止欧洲拥有自己的航天发射能力,许诺免费为欧洲发射卫星,但欧洲顶住了诱惑和干扰,开发了自己的“阿里安”火箭,使欧洲今天不但拥有了完全独立的卫星发射系统,而且在国际航天发射市场上占有了绝对的优势。欧盟委员会指出,现在的情况与当初何其相似,所不同是如果没有自己独立的卫星导航定位系统,欧洲防务在20到30年以后将完全失去自主,欧洲也将最终沦为美国的附庸。

  在“伽利略”系统问题上,欧洲内部从意见分歧到最后统一,这足以表明尽管欧洲国家各有各的考虑,但面对美国昭然若揭的霸权野心,其他矛盾都可以暂退其后。欧洲人已经达成共识:对欧洲的安全性起关键作用的导航系统如果不受欧洲控制,欧洲的主权和安全就有严重问题。因为世界上没有永远的敌人,也没有永远的盟友,盟友有时会变成敌人。

  “伽利略”计划很可能会成为欧洲人安全合作的起点,在军事应用上发挥类似GPS的功能。“伽利略”系统的安全保障功能绝不仅仅是一个推销军用接收机的问题,而是欧洲各国需要拥有一个既能用于欧洲防务体系,又能为欧洲各国军方使用的全球导航卫星系统。欧盟“伽利略”计划军事应用的具体设想是:在发生冲突和战争期间,迅速将L1和L2频率的两级服务转为军用业务,而第3级L3频率仍保留给民航等特殊用户。欧盟将采用不同类型的接收机控制导航信号及其应用。

格洛纳斯卫星导航系统简介

数量:24颗卫星组成;

</p>

  精度:10米左右;

  用途:军民两用;

  进展:目前已有17颗卫星在轨运行,计划2008年全部部署到位。

  2003年9月24日,是俄联邦政府总统正式宣布俄罗斯GLONASS系统开始服役的十周年纪念日。

  事实上,GLONASS在1993年只是具备了初始作战能力。直到1995年末1996年初GLONASS才真正实现了完整星座的部署。GLONASS的第一颗卫星是1982年发射入轨的,同年还发射了两颗同轨道(19100千米)的Etalon geodetic卫星,对规划的高度和倾角的地球引力场特性进行全面表征。原计划1991年建成完整的工作系统。

  GLONASS的工作卫星有21颗,分布在3个轨道平面上,同时有三颗备份星。这三个轨道平面两两相隔120度,同平面内的卫星之间相隔45度。每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。每颗卫星需要11小时15分钟完成一个轨道周期。

  地面控制部分全部都位于前苏联领土境内,地面控制中心和时间标准位于莫斯科,遥测和跟踪站位于圣彼得堡、Ternopol、Eniseisk和共青城。

  1960年晚些时候,俄罗斯军方确认需要一个卫星无线电导航系统(SRNS))用于规划中的新一代弹道导弹的精确导引。当时已有的Tsiklon卫星导航系统接收站需要好几分钟的观测才能确定一个位置,因此不能达到导航定位的目的。1968-1969年,国防部、科学院和海军的一些研究所联合起来要为海、陆、空、天武装力量建立一个单一的解决方案。1970年这个系统的需求文件编制完成。进一步研究之后,在1976年,前苏联颁布法令建立GLONASS(Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema)。

  GLONASS卫星星座基本上一直处于降效运行状态,只有8颗卫星是全功能工作的。90年代曾经制定过一个GLONASS星座渐进增强计划,企图在2001年开始有12颗全功能工作的卫星,但根据最新情报,目前仍然只有8颗全功能工作的卫星。

  俄罗斯目前正在着手GLONASS系统现代化的工作。俄罗斯太空部队打算开始进行新一代GLONASS-M计划的飞行试验,发射将在2004年左右进行。新型GLONASS-M卫星除了将有更长的设计寿命(从现行的3年提高到7-8年)以外,还将具有更好的讯号特性。俄罗斯还计划要在将来转变到低质量(MASS)第三代GLONASS-K卫星,确保卫星工作寿命在10年以上。

GPS卫星导航系统简介

全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。   全球定位系统由三部分构成:(1)地面控制部分,由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下,向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成;(2)空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个道平面上;(3)用户装置部分,主要由GPS接收机和卫星天线组成。

  全球定位系统的主要特点:(1)全天候;(2)全球覆盖;(3)三维定速定时高精度;(4)快速省时高效率:(5)应用广泛多功能。  全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

  GPS卫星接收机种类很多,根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。

  经过20余年的实践证明,GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。

  GPS原理

  24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

  由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。

  事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。

  由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。

  GPS前景

  由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

  随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。据有关专家预测,在美国,单单是汽车GPS导航系统,2000年后的市场将达到30亿美元,而在我国,汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见,GPS技术市场的应用前景非常可观。

标签集: TAGS:

GPS 入门 6 —— 各国卫星导航系统比较(北斗、伽利略、GLONASS、GPS)(转)相关推荐

  1. 各国卫星导航系统比较(北斗、伽利略、GLONASS、GPS)(转)

    各国卫星导航系统比较(北斗.伽利略.GLONASS.GPS)       杂七杂八资料库 2007-10-18 8:55 卫星导航系统 卫星数量 定位精度 系统进展 研制国家 北斗系统 35颗 10米 ...

  2. gps有几个轨道面_同样是精准定位,为何GPS只用24颗卫星,北斗却需要55颗卫星?...

    北斗导航系统作为继GPS之后的第二种全球定位系统,与美国GPS的差距在哪里?为何GPS只用24颗卫星,而北斗却需要55颗呢? 北斗即将完成全球组网 近日,从"两会"上传来一个好消息 ...

  3. 北斗二代卫星导航系统方案

    一,北斗二代卫星导航系统方案 按照中国科学技术部十二五规划,要在近期建设我国自主可控的卫星导航系统,计划分3步走,2020达到全球无源的目标."北斗第二代导航卫星网"将由5颗静止轨 ...

  4. 北斗同步时钟(GPS授时系统)技术原理阐述

    北斗同步时钟(GPS授时系统)技术原理阐述 北斗同步时钟(GPS授时系统)技术原理阐述 1.有关时间的一些基本概念: (1).时间(周期)与频率: 互为倒数关系,两者密不可分,时间标准的基础是频率标准 ...

  5. 北斗授时(GPS时钟服务器)应用云计算网络系统

    北斗授时(GPS时钟服务器)应用云计算网络系统 北斗授时(GPS时钟服务器)应用云计算网络系统 云计算是现在很火也是很有前景的互联网技术,那么云计算技术与应用是什么?,云计算是基于互联网应用的相关服务 ...

  6. 北斗一号卫星导航系统与GPS的对比

    转自:http://www.beidou.org.cn/BdSystemNewsDetail.aspx?Id=451&Code=0401 "北斗一号"卫星导航系统与GPS相 ...

  7. “北斗一号”卫星导航系统与GPS系统比较

    1.覆盖范围:北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统.覆盖范围东经约70°一140°,北纬5°一55°.GPS是覆盖全球的全天候导航系统.能够确保地球上任何地点.任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实 ...

  8. 我国北斗卫星导航系统在轨卫星已达39颗

    资料图:北斗导航卫星发射. 图 郭文彬 来源:新华网 我国在轨卫星达39颗 卫星导航应用的蓬勃发展,始终伴随航天技术的创新与突破.北斗卫星导航系统是全球四大卫星导航核心供应商之一,目前在轨卫星已达39 ...

  9. 北斗有 35 颗卫星,而 GPS 有 24 颗卫星,为什么二者数量不同?

    作者:知乎用户 链接:https://www.zhihu.com/question/21092045/answer/17164418 来源:知乎 著作权归作者所有.商业转载请联系作者获得授权,非商业转 ...

  10. 我国北斗卫星导航系统今日起试运行

    我国北斗卫星导航系统今日起试运行 中国北斗卫星导航系统开始向中国及周边地区提供连续无源定位.导航.授时等试运行服务.目前,北斗卫星导航系统已经发射了10颗卫星,建成了基本系统. 北斗卫星导航系统新闻发 ...

最新文章

  1. ElasticSearch+ElasticGeo+Geoserver发布ES地理数据
  2. 写文章 使用conda管理python环境
  3. 一切皆文件的编程思想
  4. 条件概率 and 条件概率的链式法则 and 期望、方差和协方差
  5. GNU编译优化级别-O -O1 -O2 -O3
  6. JS事件的捕获和冒泡阶段
  7. 路由器故障排除的思路与理论
  8. 什么是前端以及前端的重要性
  9. 19-20年月度行业分析
  10. pip install 使用豆瓣源
  11. 【多线程】Lock和ReentrantLock使用和源码分析
  12. UltraVNC源码编译运行
  13. Win10 安装编译器|调试器 TDM-GCC/Mingw64
  14. 博士毕业论文英文参考文献换行_写毕业论文时,需要掌握这10个最实用的Word技巧...
  15. OpenCV Gabor滤波器实现纹理提取与缺陷分析
  16. 下载kaggle数据集出现的一系列问题
  17. centos7下yum出现:已加载插件:fastestmirror Loading mirror speeds from cached hostfile 没有已启用的源。
  18. 泰勒级数定义及相关展开式
  19. “爱运动管理系统”培训结业考试卷
  20. jsp未正确拼写字 mysql_(转)MySQL5.0中文问题及JDBC数据库连接和JSP汉字编码问题解决方法总结...

热门文章

  1. 分门别类刷leetcode——二叉树和图(C++实现)
  2. Spark大数据分与实践笔记(第二章 Spark基础-03)
  3. Creo 9.0 基准特征:基准轴
  4. vue 多个页面调同一个接口,传不同的参数,使用 Vuex 来实现传不同参数调统一接口
  5. Linux征途服务端启动,linux征途之系统开机流程
  6. 苹果手机锁屏后无线重新连接服务器,iphone11锁屏自动断开wifi怎么办 苹果11手机热点自动断开解决方法...
  7. C++游戏---皇后PK
  8. 洛谷P1357 花园(状态压缩+矩阵快速幂)
  9. 清理所有的java注册表_一些陈旧的注册表垃圾清理脚本:注册表冗余数据清理.reg...
  10. QuerySet,本质上是一个给定的模型的对象列表