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衛星導航導航系統,指的是一種使用衛星提供自主地理空間定位的系統。它允許小型電子接收器透過衛星無線電沿視線傳輸時間訊號,以高精度(幾釐米到幾米)確定它們的位置(經度、緯度和高度/海拔)。系統可以用於提供位置、導航或跟蹤裝有接收器的物體的位置(衛星跟蹤)。訊號還能接收機計算當前的當地時間到高精度,並且允許時間同步。

目前,全球最主要的衛星導航系統包括:美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的全球衛星導航系統(GLONASS)、中國的北斗衛星導航系統(BDS)[和歐盟的伽利略。日本的準天頂衛星系統(QZSS),以及計劃於2023年啟動印度區域導航衛星系統(IRNSS)。

GPS是美國第二代衛星導航系統。它是在子午儀衛星導航系統的基礎上發展起來的,它採納了子午儀系統的成功經驗。美國從20世紀70年代開始研製,歷時20年,耗資200億美元。終於在1994年全面建成,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位功能的新一代衛星導航與定位系統。

經過近20年實踐,GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點,贏得了廣大測繪工作者的信賴,併成功地應用於大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等多種學科中,從而給測繪領域帶來了一場深刻的技術革命。

俄羅斯全球導航衛星系統簡稱GLONASS,是俄羅斯空間局管理的衛星定位系統。起初,前蘇聯要用20年時間發射76顆GLONASS衛星。但採用與美國的GPS系統不同,可根據載波頻率來區分不同衛星(GPS是分碼多重進接(CDMA),根據調製碼來區分衛星)。每顆GLONASS衛星發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)。

到1995年,俄羅斯只完成24顆中高度圓軌道衛星加1顆備用衛星組網,耗資30多億美元,衛星網由俄羅斯國防部控制。GLONASS空間部分也由24顆衛星組成。俄羅斯對GLONASS系統採用了軍民合用、不加密的開放政策。GLONASS系統單點定位精度水平方向為16m,垂直方向為25m。其應用普及情況遠不及GPS。前一時期由於經濟困難無力補網,原來在軌衛星陸續退役,現在軌道上只有6顆星可用,不能獨立組網,只能與GPS聯合使用。

伽利略衛星導航系統,是由歐盟研製和建立的全球衛星導航定位系統。於1999年2月由歐洲委員會公佈,歐洲委員會和歐空局共同負責。1999年首次公佈計劃,目的是擺脫歐洲對美國全球定位系統的依賴,打破其壟斷。該專案總共將發射32顆衛星,總投入達34億歐元。因各成員國存在分歧,計劃已幾經推遲。整個系統由軌道高度為23616km的30顆衛星組成,其中27顆工作星,3顆備份星。衛星軌道高度約2.4萬公里,位於3個傾角為56度的軌道平面內。

與美國的GPS系統相比,伽利略系統更先進、也更可靠。美國GPS向別國提供的衛星訊號,只能發現地面大約10米長的物體,而伽利略的衛星則能發現1米長的目標。它不僅能使人們的生活更加方便,還將為歐盟的工業和商業帶來可觀的經濟效益。更重要的是,歐盟將從此擁有自己的全球衛星導航系統,有助於打破美國GPS導航系統的壟斷地位,從而在全球高科技競爭浪潮中獲取有利位置,併為將來建設歐洲獨立防務創造條件。

北斗衛星導航系統(英文名稱:BeiDou Navigation Satellite System,簡稱BDS)是中國自行研製的全球衛星導航系統。該系統由空間段、地面段和使用者段三部分組成,可在全球範圍內全天候、全天時為各類使用者提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務,並且具備短報文通訊能力,已經初步具備區域導航、定位和授時能力。

北斗衛星導航系統由空間段、地面段和使用者段三部分組成,可在全球範圍內全天候、全天時為各類使用者提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務。並且具備短報文通訊能力,已經初步具備區域導航、定位和授時能力,定位精度為分米、釐米級別,測速精度0.2米/秒,授時精度10納秒。

準天頂衛星系統(QZSS),也被稱為Michibiki(),是一個由4顆衛星的區域時間傳輸系統,也是日本政府開發的一個基於衛星的增強系統。主要加於強美國運營的全球定位系統(GPS)在亞洲-大洋洲地區的功能,重點是日本QZSS的目標是在亞洲-大洋洲地區提供高精度、穩定的定位服務,相容GPS系統。

2018年1月12日在開始試行,並於11月1日正式啟動。目前還計劃在2023年建立一個獨立於GPS的衛星導航系統,擁有7顆衛星。

印度區域導航衛星系統(英語:Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS)、NAVIC)是一個由印度空間研究組織(ISRO)發展的自由區域型衛星導航系統。根據設計方案,在用7顆導航衛星完成組網後,可以為印度及其邊境周邊1500公里範圍內的使用者提供精確定位、導航及授時服務。

同美國的GPS系統一樣,將來IRNSS也將會提供兩種型別的服務,即標準服務和限制服務。前者將公開提供給所有使用者,而後者則是針對授權使用者的加密服務。或許在未來的某一天,我們對衛星導航系統的服務選擇,就像現在安裝家庭寬頻那麼簡便......

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