全球卫星定位系统概述

全球卫星定位系统（Global Positioning System，GPS）是利用分布在距地面约2万千米高空的多颗卫星对地面目标的状况进行精确测定以进行定位、导航的系统，它主要用于船舶和飞机导航、对地面目标的精确定时和精确定位、地面及空中交通管制、空间与地面灾害监测等。20世纪90年代以来，全球卫星定位系统在国际物流领域得到越来越广泛的应用。

从1957年10月世界上第一颗人造卫星升空至今，世界各国和有关国际组织相继建成了多个全球卫星定位系统，主要有美国的GPS系统、俄罗斯的格洛纳斯系统、欧盟的“伽利略”系统和我国的北斗卫星导航系统。

（一）美国的GPS系统

GPS由空间部分和地面部分组成，空间部分由分布在6个等间隔轨道上的24颗卫星组成，卫星距地球2万多千米，这种分布可以保证在任何时刻、全球的任何地区都被卫星覆盖，GPS的卫星系统可以全天候、连续地向无限多用户提供任何覆盖区域目标的高精度的三维速度、位置和时间信息。GPS的地面部分由1个主控站、5个全球监控站和3个地面天线组成。

GPS的用户必须具备GPS接收机才能使用GPS系统，GPS接收机的主要功能是接收卫星发射的信号，以获得必要的导航定位信息，并据此进行导航和定位。

（二）俄罗斯的格洛纳斯系统

格洛纳斯系统计划始于20世纪70年代，由俄罗斯独自开发。这一系统需要至少18颗卫星才能确保向俄罗斯全境提供导航定位服务；如要提供全球定位服务，则需要24颗卫星。20世纪90年代，系统所含卫星数量一度达标，但由于经费短缺，部分失效卫星未获更新。

格洛纳斯系统计划由24颗卫星组成，均匀分布在3个近圆形的轨道平面上，每个轨道面有8颗卫星，轨道高度为19100公里，运行周期为11小时15分，轨道倾角为64.8°。

与美国的GPS系统不同的是，格洛纳斯系统采用频分多址方式，根据载波频率来区分不同卫星（GPS是采用码分多址方式，根据调制码来区分卫星）。(www.xing528.com)

（三）欧盟的“伽利略”系统

“伽利略”系统是一种中高度圆轨道卫星定位方案。“伽利略”系统的建立于2007年年底完成，2008年投入使用，总共发射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24 126千米，位于3个倾角均为56°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。

“伽利略”系统是欧盟自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统，能提供高精度，高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理，可以进行覆盖全球的导航和定位功能。“伽利略”系统还能够和美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯系统实现多系统内的相互合作，任何用户将来都可以用一个多系统接收机采集各个系统的数据或者各系统数据的组合来实现定位导航的要求。

“伽利略”系统可以发送实时的高精度定位信息，同时能够保证在许多特殊情况下提供服务，如果失败也能在几秒钟内通知客户。与美国的GPS系统相比，“伽利略”系统更先进，也更可靠。美国的GPS系统向别国提供的卫星信号，只能发现地面大约10米长的物体，“伽利略”的卫星则能发现1米长的目标。

（四）中国的北斗导航系统

中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国的全球卫星定位系统、俄罗斯的格洛纳斯系统、欧盟的“伽利略”系统一起，成为联合国卫星导航委员会认定的供应商。

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。截至2016年6月，我国已成功发射23颗北斗导航卫星，服务已覆盖全球三分之一的陆地，使亚太地区的40亿人受益。2020年左右，我国建成了覆盖全球的北斗卫星导航系统。2000年，北斗导航试验系统建成之后，我国成为继美国、俄罗斯之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。