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GLONASS系統(tǒng)
前蘇聯(lián)(現(xiàn)在的俄羅斯)，在世界上建成了與美國相似的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，稱為GLONASS。GLONASS是GLObal NAvigation Satellite System(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)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶設(shè)備三部分組成。是由俄羅斯空間強(qiáng)力部門管理操控。現(xiàn)在歐洲準(zhǔn)確建立笫三個(gè)全球系統(tǒng)，叫做Galileo(伽利略)，后者的在建時(shí)間為2005-2008年。人們相信三個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該是相互兼容的。換句話說，用戶希望捕獲到三系統(tǒng)任意組合的信號(hào)，均能實(shí)現(xiàn)定位。
雖然，GLONASS業(yè)己建成，但由于俄羅斯目前的經(jīng)濟(jì)情況尚不能抽出財(cái)力維持它的完全運(yùn)作，所以GLONASS星座中的有效工作衛(wèi)星僅有11顆活動(dòng)星(其中6、7號(hào)星工作不正常，2003年3月止)，所以其影響較小。
注：A是指GLONASS 88衛(wèi)星，它是GLONASS第一顆M星，自發(fā)射后一直未正常工作。
美國人分析，GLONASS在技術(shù)、運(yùn)作和政策，以及資源方面均存在一定的麻煩。GLONASS的基金來源不甚清楚，俄羅斯政府表示，GLONASS財(cái)政責(zé)任應(yīng)由俄羅斯航空航天局支付，交給國防控制系統(tǒng)局。俄羅斯政府也一直在尋找重建GLONASS系統(tǒng)的投資機(jī)構(gòu)。
(1).星座與信號(hào)
GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由24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°。
與美國的GPS系統(tǒng)不同的是GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式，根據(jù)載波頻率來區(qū)分不同衛(wèi)星（GPS是碼分多址（CDMA），根據(jù)調(diào)制碼來區(qū)分衛(wèi)星）。每顆GLONASS衛(wèi)星發(fā)播的兩種載波的頻率分別為L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz)，其中k=1～24為每顆衛(wèi)星的頻率編號(hào)。所有GPS衛(wèi)星的載波的頻率是相同，均為L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。
GLONASS衛(wèi)星的載波上也調(diào)制了兩種偽隨機(jī)噪聲碼：S碼和P碼。俄羅斯對(duì)GLONASS系統(tǒng)采用了軍民合用、不加密的開放政策。
GLONASS衛(wèi)星由質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭一箭三星發(fā)射入軌，衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定體制，整量質(zhì)量1400kg，設(shè)計(jì)軌道壽命5年。所有GLONASS衛(wèi)星均使用精密銫鐘作為其頻率基準(zhǔn)。第一顆GLONASS衛(wèi)星于1982年10月12日發(fā)射升空。到目前為止，共發(fā)射了80余顆GLONASS衛(wèi)星，最近一次是2001年12月1日發(fā)射了三顆衛(wèi)星。俄計(jì)劃將系統(tǒng)發(fā)播頻率改為GPS的頻率，并得到美羅克威爾公司的技術(shù)支援。
GLONASS系統(tǒng)的主要用途是導(dǎo)航定位，當(dāng)然與GPS系統(tǒng)一樣，也可以廣泛應(yīng)用于各種等級(jí)和種類的測(cè)量應(yīng)用、GIS應(yīng)用和時(shí)頻應(yīng)用等。
(2).GLONASS的定位精度
GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度水平方向?yàn)?6m，垂直方向?yàn)?5m。 為進(jìn)一步提高Glonass系統(tǒng)的定位能力，開拓廣大的民用市場(chǎng)，俄政府計(jì)劃用4年時(shí)間將其更新為Glonass-M系統(tǒng)。內(nèi)容有：改進(jìn)一些地面測(cè)控站設(shè)施；延長衛(wèi)星的在軌壽命到8年；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高的定位精度：位置精度提高到10～15m，定時(shí)精度提高到20～30ns，速度精度達(dá)到0.01m／s。
(3).GLONASS與GPS的比較
(4).GPS+GLONASS雙系統(tǒng)導(dǎo)航定位有何優(yōu)勢(shì)
1) 可見衛(wèi)星數(shù)增加一倍：GLONASS衛(wèi)星星座組網(wǎng)完成后，可用于導(dǎo)航定位的衛(wèi)星總數(shù)將增加一倍。在地平線以上的可見衛(wèi)星數(shù)純GPS系統(tǒng)時(shí)，一般為7-11顆；GPS+GLONASS系統(tǒng)則可達(dá)到14-20顆。在山區(qū)或城市中，有時(shí)因障礙物遮擋，純GPS可能無法工作， GPS+GLONASS則可以工作。
2) 提高生產(chǎn)效率：在測(cè)量應(yīng)用中，GPS測(cè)量所需要的觀測(cè)時(shí)間取決于求解載波相位整周模糊度所需要的時(shí)間。觀測(cè)時(shí)間越長或可觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)越多，則用于求解載波相位整周模糊度的數(shù)據(jù)也就越多，求解結(jié)果的可靠性越好。為了提高生產(chǎn)效率，常使用快速定位、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）或后處理動(dòng)態(tài)測(cè)量。但要滿足一定的精度要求，必須正確求解載波相位整周模糊度，可觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)增加得越多，則求解載波相位整周模糊度所需要的觀測(cè)時(shí)間就可縮短得越多，因此GPS+GLONASS可以提高生產(chǎn)效率。
3) 提高觀測(cè)結(jié)果的可靠性：用衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量定位的觀測(cè)結(jié)果的可靠性主要決定于用于定位計(jì)算的衛(wèi)星顆數(shù)。因此GPS+GLONASS將大大提高觀測(cè)結(jié)果的可靠性。
4) 提高觀測(cè)結(jié)果的精度：觀測(cè)衛(wèi)星相對(duì)于測(cè)站的幾何分布(DOP值)直接影響觀測(cè)結(jié)果的精度�？捎^測(cè)到的衛(wèi)星越多，則可以 大大改善觀測(cè)衛(wèi)星相對(duì)于測(cè)站的幾何分布，從而提高觀測(cè)結(jié)果的精度。
歐洲的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Galileo)
2.1.Galileo計(jì)劃
伽利略系統(tǒng)是歐洲自主的、獨(dú)立的全球多模式衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，提供高精度、高可靠性的定位服務(wù)，同時(shí)它實(shí)現(xiàn)完全非軍方控制、管理。伽利略系統(tǒng)是由歐空局和歐洲聯(lián)盟發(fā)起并提供主要資金支持，不僅能夠使歐洲在交通管理和遙測(cè)設(shè)施建設(shè)方面擺脫對(duì)美國和俄羅斯的依賴，而且還能給歐洲的設(shè)備制造和應(yīng)用服務(wù)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)創(chuàng)造許多全新的就業(yè)機(jī)會(huì)。
伽利略系統(tǒng)能夠與美國的GPS、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)內(nèi)的相互兼容，任何用戶將來都可以用一個(gè)接收機(jī)采集各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或者各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組合來實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航的要求，伽利略系統(tǒng)可以分發(fā)實(shí)時(shí)的米級(jí)定位精度信息，這是現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所沒有的。同時(shí)伽利略系統(tǒng)能夠保證在許多特殊情況下提供服務(wù)，如果失敗也能夠在幾秒鐘內(nèi)通知用戶，對(duì)安全性有特殊要求的情況如：運(yùn)行的火車、導(dǎo)航汽車、飛機(jī)著陸等，伽利略系統(tǒng)的應(yīng)用就特別適合。
2.2.系統(tǒng)組成
伽利略系統(tǒng)由四大部分組成：空間段、地面段、用戶段和環(huán)境段。
空間段
由分布在三個(gè)軌道上的30顆中等高度軌道衛(wèi)星（MEO）構(gòu)成，每個(gè)軌道面上有10顆衛(wèi)星，9顆正常工作，1顆運(yùn)行備用；軌道面傾角56度。
地面段
包括全球地面控制段、全球地面任務(wù)段、全球域網(wǎng)、導(dǎo)航管理中心、地面支持設(shè)施、地面管理機(jī)構(gòu)。
用戶段
用戶段主要就是用戶接收機(jī)及其等同產(chǎn)品，伽利略系統(tǒng)考慮將與GPS、GLONASS的導(dǎo)航信號(hào)一起組成復(fù)合型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，因此用戶接收機(jī)將是多用途、兼容性接收機(jī)。
環(huán)境段
環(huán)境段通常包括電離層、對(duì)流層、多徑效應(yīng)和無線電干擾等。
2.3.伽利略計(jì)劃在行動(dòng)中
2002年3月26日歐盟15國交通部長會(huì)議一致決定，正式啟動(dòng)伽俐略（Galileo）衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)計(jì)劃。這標(biāo)志著在2008歐洲將擁有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并結(jié)束美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS)在世界獨(dú)霸天下的局面。
伽俐略計(jì)劃建設(shè)投資總額大約在32.5億歐元，其中啟動(dòng)定義階段的經(jīng)費(fèi)為11億歐元，由歐洲航天局和歐盟分別承擔(dān)50％。另外的21.5億歐元為系統(tǒng)開發(fā)和全面部署階段費(fèi)用，其中包括發(fā)射30顆衛(wèi)星。歐盟委員會(huì)希望私營企業(yè)至少能夠承擔(dān)這部分費(fèi)用的三分之二。歐盟的一些專家稱：“‘伽俐略’系統(tǒng)不僅衛(wèi)星數(shù)量比GPS多，而且確定地面物體的精確度可達(dá)1厘米，誤差范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GPS，其性能比GPS更安全、更準(zhǔn)確，更可靠。通過營建該系統(tǒng)，歐盟將大大推動(dòng)歐洲航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展�！�
歐盟的“伽俐略”計(jì)劃醞釀已久，早在上世紀(jì)90年代開始，歐盟就一直就該計(jì)劃的可行性進(jìn)行研究論證，歐盟成員國的100多家公司參與了這項(xiàng)工作。2000年6月，在世界無線電通信大會(huì)上，歐盟經(jīng)過多方努力，終于獲得了實(shí)施“伽俐略”計(jì)劃所需要的L頻段的頻率資源，為“伽利略”計(jì)劃的順利實(shí)施創(chuàng)造了必要的條件。 2001年11月，歐洲航天局決定撥款5.5億歐元用于“伽俐略”計(jì)劃的技術(shù)開發(fā)，2002年3月26日，歐盟在巴塞羅那首腦會(huì)議上又再次表示了啟動(dòng)“伽俐略”計(jì)劃的決心，交通部長們也在此次會(huì)議上決定從歐盟的可支配財(cái)政中拿出4.5億歐元，用于該計(jì)劃的啟動(dòng)工作。
伽俐略計(jì)劃是歐洲旨在建設(shè)獨(dú)立于美國GPS的一項(xiàng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)計(jì)劃。歐洲航天局及其成員國法國是該計(jì)劃的最積極倡導(dǎo)者。該項(xiàng)計(jì)劃完成后，不但可以使歐洲擁有自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，為公路、鐵路、空中和海上交通運(yùn)輸工具提供有保障的導(dǎo)航定位服務(wù)，獲得工業(yè)和商業(yè)效益，而且可以使歐洲贏得建立歐洲共同安全防務(wù)體系的條件。歐盟負(fù)責(zé)運(yùn)輸與能源的高級(jí)官員帕拉齊歐指出：“我們認(rèn)為多一套系統(tǒng)在太空中‘坐鎮(zhèn)’非常重要，因?yàn)檫@對(duì)美國人來說也是佳音。我們要讓他們知道，一旦GPS系統(tǒng)遇襲，他們還可依靠歐盟的‘伽俐略’系統(tǒng)。”
2.4.“伽俐略”與GPS相比有何不同和優(yōu)越性
據(jù)悉，“伽俐略”衛(wèi)星定位系統(tǒng)將由30顆軌道衛(wèi)星組成，衛(wèi)星的軌道高度為2.4萬公里，傾角為56度，分布在3個(gè)軌道面上，每個(gè)軌道面部署9顆工作星和1顆在軌備份星�！百だ浴睂橛脩籼峁┱`差不超過1米、時(shí)間精確的定位服務(wù)。
“伽俐略”與GPS相比，有較大的不同和優(yōu)越性。例如，“伽俐略”系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量多、軌道位置高、軌道面少；“伽俐略”更多用于民用，可為地面用戶提供3種信號(hào)：免費(fèi)使用的信號(hào)、加密且需交費(fèi)使用的信號(hào)、加密且需滿足更高要求的信號(hào)。其精度依次提高，最高精度比GPS高10倍，即使是免費(fèi)使用的信號(hào)精度也達(dá)到6米。如果說GPS只能找到街道，“伽俐略”則可找到車庫門。所以，“伽俐略”的用戶可根據(jù)需要進(jìn)行選擇，且定位精度優(yōu)于GPS。其實(shí)，“伽利略”與GPS最大的區(qū)別是其服務(wù)定為確保的，這給用戶一個(gè)踏實(shí)感。
歐洲的星基增強(qiáng)系統(tǒng)EGNOS
按照歐空局(ESA)計(jì)劃，EGNOS實(shí)施階段始于1998年，其衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)床樣機(jī)(ESTB)從2000年2月投入使用。EGNOS利用附加信息增強(qiáng)GPS和GLONASS，保證多模運(yùn)輸應(yīng)用的精度和完善性。它是歐洲笫一個(gè)實(shí)施的GNSS，是對(duì)未來衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)開發(fā)的基礎(chǔ)。EGNOS空間段是由裝載在同步衛(wèi)星Inmarsat III AOR-E和IOR，以及歐空局的Artimis衛(wèi)星上的導(dǎo)航轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)成的。
中國的導(dǎo)航定位衛(wèi)星
中國在2000年成功地發(fā)射了兩顆導(dǎo)航定位星，名為“北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星”，按衛(wèi)星發(fā)射公報(bào)稱，中國將建立笫一代導(dǎo)航定位系統(tǒng)，以滿足全天候區(qū)域性的獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求，其衛(wèi)星制導(dǎo)和時(shí)鐘信息可用于如公路和鐵路運(yùn)輸，以海上應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域。
國際海事衛(wèi)星(Inmarsat)
長期以來，海事衛(wèi)星一直希望實(shí)現(xiàn)GPS增強(qiáng)在內(nèi)的涉及36顆衛(wèi)星的計(jì)劃，服務(wù)于全球的物流跟蹤與管理，以及全球的語音和數(shù)據(jù)通信。由于要有大量投入，故計(jì)劃要用20年時(shí)間加以實(shí)施。這種稱做為GNSS的國際管理方式，企盼建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，將Inmarsat能力與GPS、GLONASS和Galileo組合起來。
日本全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)
日本開發(fā)了一種新的全球?qū)Ш较到y(tǒng)(MTSAT，多動(dòng)能運(yùn)輸衛(wèi)星)，以及星基增強(qiáng)系統(tǒng)(MSAS)。他們希望系統(tǒng)擴(kuò)展到亞洲和其它區(qū)域時(shí)，能改進(jìn)飛行的公共安全，并節(jié)省大量的運(yùn)輸費(fèi)用。利用美國GPS增強(qiáng)的同樣概念，MSAS和WAAS可以提供美日間無縫的精確導(dǎo)航能力。
高通(Qualcomm)、洛克威爾國際(Rockwell International)、美國移動(dòng)衛(wèi)星AMSC的服務(wù)以上三家公司利用位置信息分別為陸上車隊(duì)和海上船隊(duì)提供服務(wù)，高通的系統(tǒng)稱做OmniTracs 和OmniExpress，前者提供雙向通信、自動(dòng)車輛定位、全面的調(diào)度和后臺(tái)集成能力，后者提供語音和雙向數(shù)據(jù)通信能力，以及GPS車輛定位服務(wù)。
私人基金的GPS增強(qiáng)服務(wù)
除了通常由政府控制的GPS系統(tǒng)外，某些私人企業(yè)在考慮建立私人的GPS增強(qiáng)星座，其中有Synchronetics、Hughe和Boeing等公司。Synchronetics建議建區(qū)域定位系統(tǒng)，由12顆工作在六個(gè)位置上的同步衛(wèi)星，發(fā)射GPS L1和L2信號(hào)頻率，建立三個(gè)國際用戶復(fù)蓋區(qū)：北美、南美和中美，歐洲、非洲和中東，以及亞太地區(qū)。
Hughes 空間與通信公司設(shè)計(jì)一個(gè)14+1顆中軌或同步衛(wèi)星系統(tǒng)，提供GPS L1和L2的全球復(fù)蓋，以及導(dǎo)航、通信和GPS增強(qiáng)服務(wù)。Boeing在1998年便致函FCC，計(jì)劃制造、發(fā)射并運(yùn)維一個(gè)16顆中軌衛(wèi)星組成的星座，同時(shí)開展地基服務(wù)，進(jìn)行航空產(chǎn)業(yè)通信和GPS增強(qiáng)，利用GPS L1和2GHz帶提供通信、導(dǎo)航和空中交通的偵查服務(wù)。
其它導(dǎo)航手段
一系列的導(dǎo)航手段可供應(yīng)用，包括LORAN-C、TACAN(戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航)、微波著陸系統(tǒng)。這些地面系統(tǒng)無法提供DGPS這樣的精度，從長遠(yuǎn)來講，只能是備份應(yīng)用。它們可以增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但無法替代。
結(jié) 論
綜上所述，可以得出以下結(jié)論：
(1). 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是現(xiàn)在信息化社會(huì)中必須具備的國家基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施之一，特別是象中國這樣一個(gè)地大物博、人口眾多，經(jīng)濟(jì)處于高速增長的發(fā)展中國家，應(yīng)該逐步達(dá)到在任何時(shí)候均有切實(shí)可用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以資應(yīng)用；
(2). 任何單個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都不能保證人們隨時(shí)隨地隨意的應(yīng)用，因此，在積極創(chuàng)造條件建立自有系統(tǒng)的同時(shí)，還要認(rèn)真地去開展國際合作，爭取到多系統(tǒng)互動(dòng)與共用的主動(dòng)權(quán)，這也是我們參與Galileo計(jì)劃合作的原動(dòng)力之一；
(3). 在設(shè)計(jì)現(xiàn)代化衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的過程中應(yīng)該堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)的指導(dǎo)原則，具有技術(shù)超前意識(shí)，為此要如Galileo計(jì)劃那樣，將環(huán)境段作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大組成部分，與空間段、地面控制段、和用戶段相提并論，以使新一代系統(tǒng)精度更高功能更強(qiáng)作用更大，并在與Galileo的合作中從事更具特色和優(yōu)勢(shì)的工作；
(4). 建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的目的是在應(yīng)用，所以任何時(shí)候都要把應(yīng)用服務(wù)放在笫一位，這是通常強(qiáng)調(diào)的市場(chǎng)為導(dǎo)向的實(shí)質(zhì)所在。其實(shí)從分析Galileo定義階段的文件來看，其地面控制段分為全球性、區(qū)域性和本地性組成三個(gè)方面，實(shí)際上后兩個(gè)方面是為應(yīng)用服務(wù)的，是為更好地開展應(yīng)用服務(wù)所構(gòu)作的基礎(chǔ)設(shè)施。其實(shí)這兩個(gè)方面與用戶段(設(shè)備)結(jié)合起來，稱為應(yīng)用段，再歸入衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大組成部分(空間段、環(huán)境段、地面控制段和應(yīng)用段)，這樣做可能更為科學(xué)更切合實(shí)際。說到底，應(yīng)用就是服務(wù)，從GPS開始就提到有標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)和精確定位服務(wù)(PPS)這兩種服務(wù)，Galileo提供的服務(wù)品種更豐富，多達(dá)五種。事實(shí)上，Galileo計(jì)劃的全名是“歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)”(European Satellite Navigation Services)，可見其用心多么良苦。在此不得不再說一遍：“在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用服務(wù)是笫一位的。”
摘自 通信市場(chǎng)
