現(xiàn)在大家提起導(dǎo)航,腦海中就會(huì)浮現(xiàn)“GPS”這三個(gè)字母,其實(shí)GPS(Global Positioning System)只不過(guò)是美國(guó)軍方建造的全球定位系統(tǒng)而已,由于先入為主的關(guān)系,我們把它當(dāng)做衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的代名詞了。除了GPS之外,還存在幾個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),分別是歐洲的GALILEO(伽利略)系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)以及中國(guó)的北斗(COMPASS)導(dǎo)航系統(tǒng)。這些導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS有什么異同點(diǎn)?未來(lái)全球?qū)Ш降陌l(fā)展趨勢(shì)是什么?小編在下面將為你做詳細(xì)解答。
歐洲GALILEO系統(tǒng)
在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,歐盟與美國(guó)呈分庭抗禮之勢(shì),在導(dǎo)航領(lǐng)域歐洲也不能讓美國(guó)一家獨(dú)大。GALILEO系統(tǒng)是歐空局與歐盟在1999年合作啟動(dòng)的,該系統(tǒng)民用信號(hào)精度最高可達(dá)1m。
計(jì)劃中的GALILEO系統(tǒng)由30顆衛(wèi)星組成,在2005年12月28日,首顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星Glove-A發(fā)射成功,第2顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星Glove-B在2007年4月27日由俄羅斯聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭于哈薩克斯坦的拜科努爾基地發(fā)射升空。另外,還有4顆在軌驗(yàn)證(IOV)衛(wèi)星正在生產(chǎn)之中,將于近期發(fā)射入軌。
值得一提的是,中國(guó)也參與了GALILEO計(jì)劃,是最早的非歐洲合作伙伴國(guó),已經(jīng)開(kāi)始承擔(dān)IVO階段的11個(gè)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)空間段、地面段和應(yīng)用段的工作任務(wù),并且會(huì)在將來(lái)參與衛(wèi)星的制造、提供激光反射器、搜索救援組件以及其他組件。
俄羅斯GLONASS系統(tǒng)
GLONASS是(Global Navigation Satellite System)的簡(jiǎn)寫(xiě),是前蘇聯(lián)國(guó)防部與20世紀(jì)80年代初開(kāi)始建設(shè)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),從某種程度上來(lái)說(shuō)是冷戰(zhàn)的產(chǎn)物。該系統(tǒng)耗資30多億美元,于1995年投入使用,現(xiàn)在由俄羅斯聯(lián)邦航天局管理。GLONASS是繼GPS之后第2個(gè)軍民兩用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
GLONASS系統(tǒng)在1995年剛投入使用時(shí),由24顆中高度圓形軌道衛(wèi)星和1顆備用衛(wèi)星組網(wǎng)而成,由于前蘇聯(lián)國(guó)土遼闊,其中18顆衛(wèi)星用于本土的定位,其他衛(wèi)星將定位服務(wù)擴(kuò)展至全球。GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式,也就是根據(jù)載波頻率來(lái)區(qū)分不同衛(wèi)星,GPS采用的則是碼分多址(CDMA)的方式,根據(jù)調(diào)制碼來(lái)區(qū)分衛(wèi)星。該系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度為16m,垂直精度為25m,采用軍民合用,不加密的方式提供服務(wù)。但顯而易見(jiàn),即使不加密該系統(tǒng)的定位精度也要落后于GPS,但優(yōu)越性在于抗干擾能力強(qiáng)。
GLONASS衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命只有3年,因此維護(hù)成本比較高,俄羅斯由于財(cái)政困難,無(wú)法發(fā)射足夠的衛(wèi)星來(lái)替代退役的衛(wèi)星,以至于到20世紀(jì)90年代后期,工作的衛(wèi)星數(shù)量下降到不足10顆,近乎癱瘓。但后來(lái)發(fā)生的伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)俄羅斯政府產(chǎn)生了震動(dòng),總統(tǒng)普京于2005年指示2007年必須恢復(fù)GLONASS系統(tǒng)的正常運(yùn)作,并為其撥款36億盧布。修復(fù)后的系統(tǒng)更名為GLONASS-M,由24顆衛(wèi)星組成,精度將達(dá)到1m。新衛(wèi)星的工作壽命也大大延長(zhǎng),GLONASS-M為7年,而GLONASS-K為10年。
美國(guó)GPS系統(tǒng)
由于現(xiàn)今俄羅斯GLONASS系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)量不足,加上歐洲GALILEO未成氣候,美國(guó)的GPS系統(tǒng)現(xiàn)在在全球?qū)Ш较到y(tǒng)中處于壟斷地位。
該系統(tǒng)是美國(guó)國(guó)防部從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始研制的采用時(shí)間測(cè)距導(dǎo)航方式的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),最初只是軍事用途,為美國(guó)在全球的艦船、飛機(jī)提供定位以及指揮陸軍作戰(zhàn),后來(lái)就向民用領(lǐng)域延伸。該系統(tǒng)提供兩種定位信號(hào),其中之一是C/A編碼,由標(biāo)準(zhǔn)定位信號(hào)經(jīng)過(guò)干擾而成,精度在100m左右,供民間使用。另一種是P碼,經(jīng)加密后供軍用,定位精度達(dá)到3m之內(nèi)。
GPS是世界上第一個(gè)成熟、可供全民使用的全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng),應(yīng)用范圍極其廣泛。該系統(tǒng)由28顆地球同步衛(wèi)星組成,其中4顆為備用星,均勻的分布在距離地面20000千米的6個(gè)軌道面上。這些衛(wèi)星與地面支持系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò),每隔1~3秒向全球用戶(hù)播報(bào)信息,使地球上任何地方的用戶(hù)在任何時(shí)候均可以利用接收機(jī)同時(shí)接收到至少4顆衛(wèi)星的信號(hào)。接收機(jī)接到信號(hào)之后,可以通過(guò)差分定位原理確定自己的位置。
GPS系統(tǒng)也在不斷的進(jìn)步中,美國(guó)目前正在設(shè)計(jì)新的第2代GPS衛(wèi)星,計(jì)劃發(fā)射20顆,升級(jí)之后定位精度將達(dá)到1mm。
中國(guó)北斗(COMPASS)系統(tǒng)
中國(guó)衛(wèi)星定位產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度有目共睹,市場(chǎng)規(guī)模從2000年的不到10億元增長(zhǎng)到了2005年的120億元。在此背景下,基于經(jīng)濟(jì)利益和國(guó)家安全的考慮,中國(guó)開(kāi)始建設(shè)自己的北斗全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。
該系統(tǒng)的空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,提供開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)兩種模式。開(kāi)放服務(wù)提供免費(fèi)的定位、測(cè)速和授時(shí),定位精度可以達(dá)到10m,授時(shí)精度50ns,測(cè)速精度0.2m/s。授權(quán)服務(wù)提供更加安全精確的定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)以及提供系統(tǒng)完好性信息。
就在上周三,北斗系統(tǒng)的第二顆衛(wèi)星發(fā)射成功,距離第一顆北斗衛(wèi)星進(jìn)入軌道已經(jīng)過(guò)去兩年時(shí)間。今后兩年時(shí)間將發(fā)射10顆衛(wèi)星,北斗一期工程的12顆衛(wèi)星的信號(hào)將覆蓋中國(guó)國(guó)土以及周邊地區(qū),提供導(dǎo)航信號(hào)。到2020年將形成具有三十幾顆衛(wèi)星的覆蓋全球的導(dǎo)航系統(tǒng),屆時(shí)中國(guó)將擺脫對(duì)美國(guó)GPS系統(tǒng)的依賴(lài)。
文末總結(jié):
定位系統(tǒng)不僅僅對(duì)經(jīng)濟(jì)方面有巨大的拉動(dòng)作用,在國(guó)家安全方面也是舉足輕重,因此建立屬于自己的全球?qū)Ш较到y(tǒng)勢(shì)在必行。從時(shí)間來(lái)看,美國(guó)GPS的起步最早,俄羅斯GLONASS次之,前者到今天已經(jīng)發(fā)展成為用戶(hù)最多的導(dǎo)航系統(tǒng),而后者由于政治和經(jīng)濟(jì)各方面的因素影響,發(fā)展不是很順利,但未來(lái)也在努力追趕中。歐洲GALILEO和中國(guó)北斗系統(tǒng)則是以“黑馬”的姿態(tài)出現(xiàn),后來(lái)居上也是有可能的。
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