衛(wèi)星定位理論與方法-第1次課

衛(wèi)星定位理論與方法測量與導(dǎo)航工程系導(dǎo)航與定位教研室陳明劍第1次課衛(wèi)星定位系統(tǒng)概述課程的性質(zhì)與地位本課程是測繪各專業(yè)本科的專業(yè)基礎(chǔ)課程；課程是理論與實(shí)際結(jié)合較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程；主要目的是全面系統(tǒng)地掌握衛(wèi)星導(dǎo)航定位的基本理論和方法，了解國內(nèi)外幾種主要的衛(wèi)星定位系統(tǒng)概況，為使用衛(wèi)星定位技術(shù)和進(jìn)一步研究衛(wèi)星大地測量打下良好的理論基礎(chǔ)。本課程與其它課程的關(guān)系（Relation）

本課程應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識(shí)（BasicKnowledge）專業(yè)知識(shí)：人衛(wèi)軌道理論 時(shí)間和坐標(biāo)大氣延遲無線電理論數(shù)理及其他知識(shí)：高數(shù)線性代數(shù)編程語言英語授課方法（ways）講授實(shí)習(xí)操作課堂問答思考問題解答考核方式

（ExamineMode）平時(shí)=15%；考試=85%。授課內(nèi)容（Content）衛(wèi)星定位系統(tǒng)概述常用時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)二體問題運(yùn)動(dòng)微分方程衛(wèi)星星歷計(jì)算和軌道計(jì)算衛(wèi)星受攝運(yùn)動(dòng)GPS概述衛(wèi)星的信號(hào)結(jié)構(gòu)偽隨機(jī)碼測距原理精度評(píng)定衛(wèi)星定位誤差源差分GPS其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GALILEO)其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)地球同步衛(wèi)星定位

參考書目（Reference）李征航等，《空間大地測量理論基礎(chǔ)》，武漢測繪科技大學(xué)出版社，1999，9。Seeber，《衛(wèi)星大地測量》，地震出版社，1998。周忠膜，GPS衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用，測繪出版社，1997。劉基余，全球定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用，測繪出版社，1995。BradfordW.Parkson,GlobalPositioningSystem:TheoryandApplications雜志刊物及網(wǎng)址[1]測繪學(xué)報(bào)[2]測繪通報(bào)[3]全球定位系統(tǒng)[4]GPSWorld[5]JournalofGeodesy本次課主要內(nèi)容幾個(gè)基本概念衛(wèi)星定位的基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展史衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用簡介一、基本概念（BasicConcept）

導(dǎo)航和定位(NavigationandPositioning)導(dǎo)航：引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)載體安全準(zhǔn)確沿著選定的路線，準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地的過程。定位：準(zhǔn)確獲得或確定載體在某參考系框架下確定的位置。一般測量定位要求的定位精度較高；導(dǎo)航所要求的精度較低。測量定位的點(diǎn)位大多處于靜止?fàn)顟B(tài)，它允許采用多次觀測以取得精度，允許事后處理取得定位結(jié)果；導(dǎo)航測量的用戶點(diǎn)大多處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因而它求實(shí)時(shí)提供定位結(jié)果，一般也不能多次觀測以提高精度測量定位的作用范圍可以是較大的（例如數(shù)千千米），可以是較小的（例如千米，幾十千米）；現(xiàn)代導(dǎo)航還提供測速功能，測量則處于零速狀態(tài)；導(dǎo)航一般作用距離較大?？傮w來講，在時(shí)域和空域方面的要求存在差異，也存在不同的發(fā)展過程和方式。衛(wèi)星定位(SatellitePositioning)衛(wèi)星定位是將衛(wèi)星作為導(dǎo)航臺(tái)站或測量定位的已知點(diǎn)，由衛(wèi)星發(fā)播無線電測距信號(hào)所得觀測量來確定一點(diǎn)的幾何位置。定位技術(shù)（Positioningtechnology）衛(wèi)星的方向測量(Directionsfromcameraobservations)衛(wèi)星激光測距(LaserRanging)衛(wèi)星導(dǎo)航定位(SatelliteNavigationPositioning)衛(wèi)星測高(SatelliteAltimetry)衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星(Satellite-to-SatelliteTrackingSST)衛(wèi)星的方向測量(Directionsfromcameraobservations)在晴朗的夜晚以恒星為背景用人衛(wèi)攝影儀對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行方向觀測，根據(jù)已知的恒星坐標(biāo)以及相片上恒星與衛(wèi)星間的相對(duì)位置來確定從人衛(wèi)攝影儀至衛(wèi)星的方向的方法和技術(shù)稱為衛(wèi)星的方向觀測。在良好的天氣備件下，用這種方法所測定的方向精度可達(dá)0.3秒。

衛(wèi)星激光測距(SatelliteLaserRanging)用安置在地面測站上的激光測距儀向?qū)Ｓ玫募す庑l(wèi)星發(fā)射激光脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)安置在衛(wèi)星表面的反射棱鏡反射返回測站，精確測定信號(hào)往返傳播的時(shí)間并進(jìn)而求出儀器到衛(wèi)星的距離的方法的技術(shù)換為衛(wèi)星激光測距。激光測距的精度已達(dá)到1cm左右。

Optical:rangemeasurementstosatellitesandmoonMethod:sendoutshortlaserpulse,countthetimeuntilyoureceiveareturnDrytroposphericsignaldelaydoesapplyWettroposphericsignaldelaydoesNOTapplyThereisNOIonosphericsignaldelayYouneedpeople(operators)neartheinstrumentDependingonlocalweatherconditions(clouds)Worldwidethereareonlyafewtrackingstations人衛(wèi)激光測距儀主要記錄從激光脈沖的發(fā)射時(shí)刻到激光經(jīng)衛(wèi)星向反射鏡反射后返回儀器的時(shí)間間隔。由時(shí)間間隔可得出這一時(shí)刻衛(wèi)星與觀測站的距離，利用這些資料可進(jìn)行衛(wèi)星定軌，站坐標(biāo)解算以及內(nèi)容廣泛的地球動(dòng)力學(xué)研究。激光測距的精度已達(dá)到1cm左右。衛(wèi)星激光測距是目前精度最高的絕對(duì)（地心）定位技術(shù)，在定義全球地心參考系中起決定作用；也可精確測定極移和地球自轉(zhuǎn)不均勻；又是用衛(wèi)星重力技術(shù)確定地球重力場的低階系數(shù)的主要手段；是建立地球參考系（CTS）并轉(zhuǎn)換成天球參考系（CIS），以及研究地球動(dòng)力學(xué)的基本手段。

ETALON-1Russiansatellitewith2000cornercubereflectors

Launchedon10-Jan-89NASA426cubecornerreflectors,4germaniumreflectors04.05.1976NASA426cubecornerreflectors,4germaniumreflectors22.10.1992衛(wèi)星導(dǎo)航定位(SatelliteNavigationPositioning)用戶用接收機(jī)測定至導(dǎo)航衛(wèi)星的距離或距離變化率,并依據(jù)觀測瞬間衛(wèi)星在空間的位置,用距離交會(huì)法或距離差交會(huì)法來確定自己的位置及運(yùn)動(dòng)速度等要素的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

美國的子午衛(wèi)星系統(tǒng)(Transit)，全球定位系統(tǒng)(GPS)；前蘇聯(lián)的CICADA和GLONASS；歐洲空間局的NAVSAT和Gallieo；法國的DORIS等。星載多普勒定軌和無線電定位系統(tǒng)（DopplerOrbitographyandRadio-positioningIntegratedbySatellite）是由法國國家空間研究所、法國國家大地測量研究所和法國國家地理研究所共同經(jīng)過近十年的努力研制成功，主要用于衛(wèi)星精密定軌和地面精確定位。1984年建立信標(biāo)機(jī)，1990年1月月31日隨著SPOT－2衛(wèi)星上天第一臺(tái)DORIS接收機(jī)上天運(yùn)作?，F(xiàn)在TOPEX/POSEIDON和SPOT－3衛(wèi)星上裝載DORIS。DORIS/SPOT2 1990

DORIS/TOPEX 1992

DORIS/SPOT3 1993 DORIS/SPOT4 1998

DORIS/ENVISAT Mid2000

DORIS/JASON End2000DORIS/SPOT5 2001

DORISMainmissions

PreciseorbitdeterminationforTopex/PoseidonandJason:AltitudeofTopex/Poseidonaccuratetowithinthreecentimetres,onradialcomponentinsupporttoscientific(altimetry)missionperformanceJasontoprovidecentimetreaccuracyAccuratelocationofgroundbeaconstoestablishandmaintaintheterrestrialreferencesystem

usedforaltimetrymeasurementsforgeodeticandgeodynamicsapplicationsAccurateautonomousnavigationcapabilityModelsimprovements:gravityfield,airdrag,ionosphere,troposphere.衛(wèi)星測高(SatelliteAltimetry)利用安置在衛(wèi)星上的雷達(dá)測高儀測定衛(wèi)星至海平面的垂直距離，并用激光測衛(wèi)、多普勒測量和GPS測量等方法精確確定該衛(wèi)星的運(yùn)行軌道，以測定海面形狀的方法和技術(shù)稱為衛(wèi)星測高。

目前測高的精度約為5cm。

19912001199819921984AltimeterSatelliteDevelopmentduringthelast20years20011990衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星(Satellite-to-SatelliteTrackingSST)從某一衛(wèi)星上用激光測距，GPS測量或多普勒測量等方法測定至另一衛(wèi)星的距離或距離變率的方法和技術(shù)稱為衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星。通?？刹捎脙煞N方式：用高軌道衛(wèi)星跟蹤低軌道衛(wèi)星，用低軌道衛(wèi)星跟蹤高軌道衛(wèi)星。

衛(wèi)星定位的優(yōu)缺點(diǎn)

SatellitePositioningAdvantageandDisadvantage優(yōu)勢

衛(wèi)星的覆蓋面大，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的作用范圍大，能夠作用到傳統(tǒng)技術(shù)的非常困難或不能到達(dá)的地方，而且用數(shù)目不多的衛(wèi)星就能達(dá)到全球覆蓋。衛(wèi)星定位系統(tǒng)一般采用超高頻、能穿越云層的信號(hào)，能夠全天候提供服務(wù)。一般能提供多功能、高精度的服務(wù)，不僅能夠提供位置信息、還能提供速度等其它信息。測站間不需要相互通視。能夠同時(shí)提供三維坐標(biāo)。操作簡單方便，攜帶方便。缺點(diǎn)

衛(wèi)星定位衛(wèi)星信號(hào)不能穿越障礙。易受到干擾和攻擊衛(wèi)星定位系統(tǒng)的分類

（TheClassifyofSatellitepositiongSystem）有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)有源系統(tǒng)是指系統(tǒng)中用戶不僅接收到衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，而且還要轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。無源系統(tǒng)是指用戶只接收衛(wèi)星發(fā)播的無線電信號(hào)。局域系統(tǒng)和全球系統(tǒng)測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、測速系統(tǒng)二、衛(wèi)星定位的基本原理

PRINCIPLESOFSATELLITEPOSITIONING絕對(duì)定位(AbsolutePositioning)相對(duì)定位（RelativePositioning）絕對(duì)定位(AbsolutePositioning)一顆衛(wèi)星位置＋矢量（觀測量）這種技術(shù)的典型代表是衛(wèi)星激光測距(SatelliteLaserRanging-SLR)。多顆衛(wèi)星位置＋衛(wèi)星至測站的距離單顆衛(wèi)星位置＋衛(wèi)星至測站的距離變化率美國的TRANSIT多普勒系統(tǒng)相對(duì)定位（RelativePositioning）坐標(biāo)。所用的坐標(biāo)和觀測量都是矢量形式，是由三個(gè)分量組成的。觀測矢量可能是三個(gè)坐標(biāo)分量組成，也可能是由二個(gè)方向量和一個(gè)距離量組成。時(shí)間。對(duì)于這里觀測矢量和天體的位置矢量，都強(qiáng)調(diào)了一個(gè)時(shí)刻t，即強(qiáng)調(diào)了一個(gè)同步問題。注意的問題三、衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展史HistoricalDevelopmentofSatellitePositioning被動(dòng)利用參照物階段主動(dòng)建立參照物階段空基定位系統(tǒng)地基定位系統(tǒng)定位技術(shù)按照定位導(dǎo)航所依賴的參照物，定位導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展分為兩個(gè)階段：被動(dòng)利用參照物階段和主動(dòng)建立參照物階段。

牽星術(shù)，就是利用天上星宿的位置及其與海平面的角高度來確定航海中船舶所走位置及航行方向的方法，因此又稱為天文航海術(shù)。早在秦漢時(shí)代，人們已經(jīng)知道在海上乘船看北斗星就可以辨識(shí)方向。到印度取經(jīng)學(xué)習(xí)的東晉僧人法顯乘船回國時(shí)說：「大海彌漫，無邊無際，不知東西，只有觀看太陽、月亮和星辰而進(jìn)」。直到北宋發(fā)明指南針之后，人們?nèi)砸杂^看星體位置及其高度，作為導(dǎo)航的輔助手段。大約到了元明時(shí)期，我國天文航海技術(shù)有了很大的發(fā)展，已能觀測星的高度來定地理緯度。

原始的定位方式恒星定位（六分儀）當(dāng)鐘表技術(shù)可以提供精確的計(jì)時(shí)后，用精確的時(shí)間測量來判斷戰(zhàn)船所在的時(shí)區(qū)（經(jīng)度）。大約在19世紀(jì)初，大英帝國開始在遍及全球的殖民地為其海軍提供精確的報(bào)時(shí)校正；在其后的幾十年里，隨著機(jī)械工藝的提高和天文測量的新成果，這項(xiàng)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。“六分儀”，這種可以測量恒星和赤道面夾角的精密儀器，已經(jīng)可以結(jié)合精確的時(shí)間測量來提供船只的大致經(jīng)緯度坐標(biāo)海岸無線電基站定位

通過測量已知位置的多個(gè)地面基站的無線電信號(hào)延遲，可以比較精確的判斷飛機(jī)、船舶的位置。20世紀(jì)的30年代，建立了用于飛機(jī)導(dǎo)航的“無線電燈塔群”；在二次世界大戰(zhàn)期間，這項(xiàng)技術(shù)突飛猛進(jìn)，到60年代，美國空軍的Omega

系統(tǒng)已經(jīng)可以提供全球的無線電基站定位，精度可以達(dá)到幾個(gè)英里，和當(dāng)時(shí)的地面恒星定位精度相當(dāng)。20世紀(jì)60年代人們應(yīng)用微波技術(shù)測量觀測者至天體，但是所得的精度在幾百米甚至幾公里。1960年美國Mainman在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)成功地研制了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，1963年Alley提出了用這種技術(shù)進(jìn)行距離測量的可能性，與此同時(shí)美國進(jìn)行了探測月球的阿波羅計(jì)劃，1964年應(yīng)用脈沖紅寶石激光器測到了BE－B的衛(wèi)星距離，這種技術(shù)稱為衛(wèi)星的激光測距（SLR）。69年7月人類第一次登上月球，并把一個(gè)后向反光鏡放在了月面上，同年8月美國里克天文臺(tái)和麥克唐納天文臺(tái)收到回波，從此開始了全球激光測月（LLR）的觀測與應(yīng)用。1976年美國發(fā)射了第一顆高軌的激光測距衛(wèi)星LageosI現(xiàn)在已有十多顆帶有后向反射的高軌、低軌衛(wèi)星。1976年加拿大成功進(jìn)行甚長基線干涉技術(shù)由于技術(shù)的復(fù)雜性和組網(wǎng)觀測的要求。英國焦德雷爾班克76米直徑的射電望遠(yuǎn)鏡

德國100米直徑的射電望遠(yuǎn)鏡國阿雷西博天文臺(tái)305米直徑的射電望遠(yuǎn)鏡美國國立射電天文臺(tái)在新墨西哥洲索科絡(luò)建設(shè)的基長基線干涉儀，射電望遠(yuǎn)鏡可以在軌道上移動(dòng)Transit1B1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了人類歷史上的第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了人造天體的新時(shí)代。

美國于１９６０年４月發(fā)射了世界上第一顆導(dǎo)航衛(wèi)星“子午儀”１Ｂ，并于１９６４年７月組成導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)，為核潛艇和各類海面艦船等提供全天候的導(dǎo)航定位，證實(shí)了遠(yuǎn)距離星座的作用距離和高定位精度可以統(tǒng)一的可行性。

Transit4a1978年，美國成功發(fā)射了第一顆用于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星1982年，俄羅斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASS的第一顆衛(wèi)星升空，從此開始應(yīng)用于測量與導(dǎo)航領(lǐng)域其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)◆國際民航組織（ICAO)的GNSS◆歐洲空間局的Galileo系統(tǒng)◆國際海事衛(wèi)星（INMASAT)◆中國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)國際海事衛(wèi)星（INMASAT)

是由各國共同建立的國際海事衛(wèi)星組織所發(fā)射的衛(wèi)星，主要作海用和空用衛(wèi)星通信，不過在1996年開始發(fā)射的3待衛(wèi)星上加載了導(dǎo)航艙，轉(zhuǎn)發(fā)GPS完善性監(jiān)視和廣域GPS修正信號(hào)，并發(fā)射類似GPS的導(dǎo)航信號(hào)，形成GPS的補(bǔ)充。GNSS是國際民航組織聯(lián)合世界各國推出的全球性的位置和時(shí)間測定系統(tǒng)。其前身是1992年投入的4顆覆蓋全球的衛(wèi)星組成的通訊和定位導(dǎo)航系統(tǒng)INMARSAT。

GNSS包括一個(gè)或幾個(gè)衛(wèi)星星座、機(jī)載接收機(jī)和系統(tǒng)完好性監(jiān)視系統(tǒng)。2000年以前建立混合系統(tǒng)，其構(gòu)成GNSS＝GPS＋GLONSS＋I(xiàn)NMARSAT＋GAIT＋RAIM，其中GAIT為地面增強(qiáng)和完好性監(jiān)視系統(tǒng)，RAIM為機(jī)載獨(dú)立完善監(jiān)控系統(tǒng)。2000年以后將建立GNSS純民間系統(tǒng)，此時(shí)GNSS＝30顆中高圓軌道衛(wèi)星(ICD)＋（6－8）顆商用靜止衛(wèi)星。目的是GNSS可打破一、二個(gè)國家獨(dú)霸的局面，供全球定位導(dǎo)航和移動(dòng)通訊使用。

衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)大體沿兩個(gè)方向發(fā)展以精度為主要目標(biāo)，主要高精度控制網(wǎng)和地學(xué)研究；以高效率為主要目標(biāo)，主要是工程應(yīng)用。PDA一體機(jī)GPS+GLONASS系統(tǒng)對(duì)純GPS系統(tǒng)的改進(jìn)可見衛(wèi)星數(shù)增加一倍提高生產(chǎn)效率提高觀測結(jié)果的可靠性提高觀測結(jié)果的精度2003年5月25日零時(shí)34分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭，成功地將第三顆“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位衛(wèi)星送入太空。它與前兩顆“北斗一號(hào)”工作星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。前兩顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空。這標(biāo)志著我國成為繼美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和前蘇聯(lián)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)后，在世界上第三個(gè)建立了完善的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家，該系統(tǒng)的建立對(duì)我國國民國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)將起到積極作用。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)具備定位與通訊功能，不需要其他通訊系統(tǒng)支持。該系統(tǒng)覆蓋范圍大，沒有通訊盲區(qū)。北斗系統(tǒng)覆蓋了中國及周邊國家和地區(qū)，不僅可為中國、也可為周邊國家服務(wù)。到2008年，北斗系統(tǒng)的用戶將達(dá)到30萬，直接產(chǎn)值達(dá)35億元，占中國導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的20％左右，由它帶動(dòng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)將達(dá)數(shù)百億元。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)僅僅還是一個(gè)投資很少的初級(jí)系統(tǒng)，尚不能滿足今后我國對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的需求，在體制上還不能與國際上的GPS、GLONASS及歐洲伽利略系統(tǒng)兼容。因此，我國必須在發(fā)展北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，借鑒國外GPS、GLONASS的成功經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展第二代性能更高的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

中國政府對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度重視，國家“十五”發(fā)展計(jì)劃綱要強(qiáng)調(diào)了“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展”的基本方針，并把衛(wèi)星導(dǎo)航定位確定為國家高技術(shù)工程的十二個(gè)專項(xiàng)之一。國家發(fā)改委于二○○二年實(shí)施了衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)，以期在不長的時(shí)間內(nèi)構(gòu)建中國衛(wèi)星產(chǎn)品研發(fā)制造、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和信息綜合服務(wù)等三大支撐體系。十年來，中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用在理論研究、應(yīng)用技術(shù)、制造技術(shù)等方面取得長足進(jìn)步。中國自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)整體方案已付諸實(shí)施，與國際水平相近的自主系統(tǒng)在理論、整體設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)等方面均有巨大進(jìn)步。同時(shí)，為加強(qiáng)國際交流，中國已與歐洲開展“伽利略計(jì)劃”的合作。2005年12月28日清晨，歐盟“伽利略”導(dǎo)航計(jì)劃的首顆人造衛(wèi)星發(fā)射升空。這一發(fā)射行動(dòng)意味著歐洲在向美國全球定位系統(tǒng)挑戰(zhàn)中，邁出了重要一步。這顆被命名為“GIOVE-A”的“伽利略”人造衛(wèi)星利用俄“聯(lián)盟”火箭，從哈薩克斯坦的拜科努爾人造衛(wèi)星發(fā)射基地發(fā)射。 2008年可投入使用耗費(fèi)資金40億美元的“伽利略”計(jì)劃最終將發(fā)射30顆人造衛(wèi)星，以結(jié)束歐洲對(duì)于美軍控制的全球定位系統(tǒng)的依賴性。另外，“伽利略”計(jì)劃的覆蓋面積將是美國GPS系統(tǒng)的兩倍，可為更廣泛的人群提供衛(wèi)星導(dǎo)航。歐洲伽利略計(jì)劃是中高度圓軌道（MEO）方案，該系統(tǒng)將由30顆中高度圓軌道衛(wèi)星和2個(gè)地面控制中心組成，其中27顆衛(wèi)星為工作衛(wèi)星，3顆為候補(bǔ)。衛(wèi)星高度為24126公里，位于3個(gè)傾角為56度的軌道平面內(nèi)。預(yù)計(jì)伽利略系統(tǒng)于2008年建成，將提供精度為1米的定位導(dǎo)航服務(wù)，從而也將打破美國獨(dú)霸全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的格局。有人稱，如果說通過GPS只能找到街道，而利用“伽利略”則能找到車庫的門。

中國加入伽利略計(jì)劃是非常明智的，具有重要意義。首先，中國加入伽利略計(jì)劃，將使中國擁有該系統(tǒng)20％的所有權(quán)和全部使用權(quán)，擁有一個(gè)有自己股權(quán)，能進(jìn)行管理和控制，進(jìn)而保障相關(guān)服務(wù)可靠性、穩(wěn)定性、安全性的民用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。其次，有國內(nèi)學(xué)者估計(jì)，我國導(dǎo)航衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)在2020年可達(dá)2600億元，總收入可達(dá)4200億元，而我國與歐盟的政治關(guān)系可以為我國衛(wèi)星導(dǎo)航提供保障；此外，合作計(jì)劃可以為我國自主開發(fā)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)提供重要的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。中國參與伽利略計(jì)劃，除為該系統(tǒng)提供一定數(shù)量的資金，同時(shí)，承擔(dān)該項(xiàng)目的設(shè)備研制，為各系統(tǒng)提供技術(shù)服務(wù)外，中國的企業(yè)可以從中獲得一定數(shù)量的利潤。

與此同時(shí)，中國通過參與伽利略系統(tǒng)的建設(shè)，可以提高技術(shù)儲(chǔ)備，鍛煉隊(duì)伍。日本“準(zhǔn)天頂”系統(tǒng)可以與美國全球定位系統(tǒng)ＧＰＳ的２４顆衛(wèi)星并用，定位精度可提高為１００多毫米，而且抗干擾能力較強(qiáng)。由于“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星的軌道各不相同，因此，即便使用相同的頻率也不至于相互干擾，這樣可大大提高“準(zhǔn)天頂”系統(tǒng)頻率的利用率。另外，“準(zhǔn)天頂”還可彌補(bǔ)日本衛(wèi)星偵察的盲區(qū)。目前，日本偵察衛(wèi)星還無法偵察到地球南北極地區(qū)，而“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星系統(tǒng)則可以彌補(bǔ)這些缺陷。將取代GPS“第三代衛(wèi)星無線電定位系統(tǒng)”還在GPS尚未全部建成之際，一種更加先進(jìn)的導(dǎo)航衛(wèi)星定位技術(shù)又問世了，這就是被人稱為第三代導(dǎo)航衛(wèi)星的“衛(wèi)星無線電定位系統(tǒng)”，這種系統(tǒng)的典型代表就是美國的“吉奧星系統(tǒng)”。這種新系統(tǒng)是通過衛(wèi)星進(jìn)行無線電通信，測距，用計(jì)算機(jī)技術(shù)確定用戶的精確幾何位置，并能將所獲信息傳遞給地面中心站和其他用戶的系統(tǒng)。它的功能包括導(dǎo)航，定位和移動(dòng)通信。它與地面各種數(shù)據(jù)連接，可向用戶提供班機(jī)時(shí)刻，天氣預(yù)報(bào)，財(cái)政情況等多種信息。它可以提供雙向自主式通信，甚至可代替VHF頻率的無線電聯(lián)系。美國吉奧星系統(tǒng)可由3顆衛(wèi)星組成區(qū)域性導(dǎo)航系統(tǒng)，用6顆衛(wèi)星可組成全球?qū)Ш较到y(tǒng)，比用18顆，21顆衛(wèi)星的GPS系統(tǒng)更便宜、更簡單。其用戶收發(fā)信機(jī)是一個(gè)手提式儀器，1秒鐘內(nèi)即可完成一次通信過程。每臺(tái)用戶收發(fā)信機(jī)只有500美元，比在海灣戰(zhàn)爭中美軍用的便宜一半，可供飛機(jī)、艦船、車輛和單個(gè)步行者使用。

應(yīng)用組合衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GPSGLONASS系統(tǒng)組合GPSBD系統(tǒng)組合GPSGLONASSGallieo

組合系統(tǒng)研究GPSINSGLONASS組合定位系統(tǒng)JDAM(JointDirectAttackMunition)SLAM-ERTomahawkJSOW(?？哲娐?lián)合防區(qū)外武器)DGPS應(yīng)用于制導(dǎo)增強(qiáng)EDGE衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要的位置，是國民經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)的重要組成部分和推進(jìn)力量，是建設(shè)國家信息體系的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是直接關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵性系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)。國家對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度重視，“十五”計(jì)劃發(fā)展綱要確定衛(wèi)星導(dǎo)航定位為國家高技術(shù)工程的12個(gè)專項(xiàng)之一，國家發(fā)改委在2002年實(shí)施了衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)，以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)和其他衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用為推動(dòng)力的我國衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)，正進(jìn)入高速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。目前，我國衛(wèi)星導(dǎo)航定位市場每年以30%至50%的速度增長，市場份額由2000年前不足10億元發(fā)展到2005年的120億元左右。為什么衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)發(fā)展這么迅猛？應(yīng)用需求的驅(qū)動(dòng)，始終是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)因素。現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入信息社會(huì)，絕大多數(shù)動(dòng)態(tài)信息都離不開時(shí)間和位置參數(shù)，全球定位系統(tǒng)技術(shù)正是這個(gè)領(lǐng)域最強(qiáng)有力的工具。在應(yīng)用廣度上，已從個(gè)別部門、個(gè)別場合的應(yīng)用，逐漸過渡到國民經(jīng)濟(jì)眾多部門基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)平臺(tái)的應(yīng)用；從少數(shù)行業(yè)的專業(yè)應(yīng)用逐漸過渡到公眾的廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用深度上，特別在尖端領(lǐng)域如基礎(chǔ)科學(xué)等方面已有廣泛的應(yīng)用。在時(shí)間和頻率應(yīng)用方面取得了真正突破，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)在全球的任何地方都可獲得納秒至毫微秒級(jí)的時(shí)間信號(hào)。在精確定位上，能達(dá)到厘米至