不受控于美國的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)——GNSS

不受控于美國的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)——GNSS
      數(shù)字同步網(wǎng)設(shè)備的原始定時(shí)參考的相當(dāng)部分來自于授時(shí)接收機(jī)，而我國采用
較多的仍是單一的GPS接收機(jī)，GPS受控于美國國防部，這就有可能使我國受制于人，
處于被動(dòng)局面。為此我們建議采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)—— GNSS （GLOBAL NAVIGAT
ON  SATEL LITES  SYSTEM）為自己留出空間，以防萬一。
1 GNSS
      1996年，美國、俄羅斯、歐洲和日本決定在1998～1999年期間采用一套被稱
為GNSS的用于地球同步衛(wèi)星的增強(qiáng)型衛(wèi)星系統(tǒng)。它包括美國的寬區(qū)域增強(qiáng)型系統(tǒng)（
WAAS）、歐洲的歐洲全球?qū)Ш叫l(wèi)星覆蓋業(yè)務(wù)（WBSA）、日本的多功能傳輸衛(wèi)星（MF
SAT）、前蘇聯(lián)的GLONASS以及由70多個(gè)簽約國組成的條約組織操縱的通信衛(wèi)星INMA
RSAT。開發(fā)GNSS系統(tǒng)的宗旨是為了利用所有的導(dǎo)航衛(wèi)星信息。就目前來看，GPS已全
部穩(wěn)定工作，GLONASS在1996年也已全部完成了部署。INMARSAT打算用靜止衛(wèi)星來播
送有關(guān)  GPS和GLONASS的全面數(shù)據(jù)，從而以適時(shí)的方式使用戶對(duì)故障衛(wèi)星有所警惕。
寬區(qū)域增強(qiáng)型系統(tǒng)（WAAS美國）能對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行差分糾正然后再將其經(jīng)衛(wèi)星發(fā)
送出去。美國的地面站網(wǎng)將選出的數(shù)據(jù)（來自GPS信號(hào)）進(jìn)行計(jì)算從而得出糾正值，
該系統(tǒng)需要一定數(shù)量的地球站。INMARSAT和WAAS還需幾年才能完成，因而現(xiàn)在的GNSS
系統(tǒng)也就只包括GPS和GLONASS，GNSS接收機(jī)也就是GPS+ GLONASS接收機(jī)。
      ITU在1997年也已通過建議，建議有關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)GNSS接受機(jī)進(jìn)行研究和開發(fā)，
以用于時(shí)頻的導(dǎo)向。
2   GPS和GLONASS
      GPS（即NAVSTAR GPS）是由美國國防部操作的。GPS星群由在大約2萬km高度6
個(gè)軌道上的24顆衛(wèi)星組成，在地面上任何時(shí)間、任何地方都能觀察到5～11顆星。GP
S使用一種頻率和若干編碼來訪問不同的衛(wèi)星。它可以在全球范圍內(nèi)免費(fèi)為所有的用
戶不間斷地提供定位、定時(shí)業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)可以提供含有距離信號(hào)編碼（C／A）和導(dǎo)
航數(shù)據(jù)信息的GPS L1頻率。它的水平定位精度在100m之內(nèi)（95％的機(jī)率）。GPS是以
UTC為標(biāo)準(zhǔn)的，經(jīng)過其星戴時(shí)鐘實(shí)時(shí)地發(fā)播UTC時(shí)間信號(hào)。GPS當(dāng)前執(zhí)行的可選擇機(jī)能
（SA）是限制未經(jīng)許可和非軍事用戶的高定位精度的一種手段。一旦傳遞衛(wèi)星軌道
參數(shù)時(shí)，SA就會(huì)影響測試，從而在計(jì)算用戶的位置和速度時(shí)導(dǎo)致精度的劣化。
      GLONASS是由蘇軍操作的。GLONASS由在大約1.98萬km高度的24顆星組成并且
在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能觀察到5～11顆星。 GLONASS使用一種編碼和幾種頻率訪
問不同的衛(wèi)星。該系統(tǒng)可提供近似30m定位精度（95％的機(jī)率）的標(biāo)準(zhǔn)定位業(yè)務(wù)（SP
S）。GLONASS是以RUTC為標(biāo)準(zhǔn)，也是經(jīng)過其星載時(shí)鐘實(shí)時(shí)地發(fā)播RUTC時(shí)間信號(hào)。GLO
NASS的信號(hào)和數(shù)據(jù)信息是在全逼真狀態(tài)下播送的，對(duì)于任何類似于SA的干擾，精度
都不會(huì)有劣化。
    1995年美國林肯實(shí)驗(yàn)室在聯(lián)邦航空局的資助下，曾對(duì)GLONASS的運(yùn)行狀況、數(shù)據(jù)
質(zhì)量的可用性、系統(tǒng)地面段遙測監(jiān)控和上行注入狀態(tài)等內(nèi)容進(jìn)行了檢測，其結(jié)論是
GLONASS可以得到的位置質(zhì)量和沒有SA的GPS相當(dāng)，其遙測監(jiān)控和上行注入能力和公
事的接口文件相符，對(duì)GLONASS的技術(shù)質(zhì)量進(jìn)行了確認(rèn)。 1996年俄羅斯完成了24+1
的衛(wèi)星布局，GLONASS隨即進(jìn)入了正式運(yùn)行階段。
3  GPS＋GLONASS接收機(jī)
      我國目前已開發(fā)出了GPS+GLONASS兼容接收機(jī)，使我國的作為非擁有國用戶擺
脫了受制于人的狀態(tài)。GPS/GLONASS兼容接收機(jī)既可GSP或GLONASS單獨(dú)工作，又可同
時(shí)利用兩個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)，這樣一旦用戶在使用某系統(tǒng)受到限制時(shí)（如由于政治原因在
某個(gè)時(shí)域、某個(gè)地域GPS失效），用戶就可以立即轉(zhuǎn)換到GLONASS繼續(xù)工作（這對(duì)于軍
事應(yīng)用尤為重要）。對(duì)于在有阻礙環(huán)境中工作時(shí)，如在山地或是城市“峽谷”中，相
對(duì)單一的GPS接收機(jī)或單一的GLONASS接收機(jī)，兼容性的接收機(jī)就意味著有兩倍數(shù)的可
用衛(wèi)星數(shù)，從而使用戶與衛(wèi)星之間的幾何位置更好，擴(kuò)展了精度。
    由于GLONASS衛(wèi)星上沒有SA干擾，所以與GPS相比較GLONASS的測試精度可提高3倍。
而且在靜態(tài)、動(dòng)態(tài)及半動(dòng)態(tài)的工作中，定位速度就更快，進(jìn)而也加快了整個(gè)數(shù)據(jù)采集
處理的速度。
    俄羅期的GLONASS政策和美國截然不同。GLONASS雖然也是為軍事目的建立起來的，
但俄羅斯以法令和文件兩種形式向世人申明，GLONASS用于民間不帶任何限制，不向
用戶收費(fèi)，不引入任何類似GPS SA的政策。同時(shí)俄羅斯正積極考慮在下一代衛(wèi)星GLO
NASS-M2上播發(fā)民用第二頻率。俄羅斯的GLONASS政策對(duì)其他國家的用戶特別是歐洲的
用戶產(chǎn)生了積極影響。