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1、*GNSS系统及其技术的发展研究12赵静,曹冲(11国家遥感中心,北京100036;2.中国电波传播研究所青岛分所,山东青岛266071)摘要:阐述了国际上卫星导航系统的总体发展,对美、俄、欧、中的四大全球系统,以及相关的区域系统和增强系统进行了简单的介绍,研究分析了GNSS系统及其技术的发展趋势,同时分析了我国Compass全球系统面临的机遇和挑战,并提出了我国未来工作的建议。关键词:全球定位系统(GPS),伽利略系统(Galileo),GLONASS(俄罗斯的全球导航卫星系统),北斗系统(Compass),全球导
2、航卫星系统(GNSS),广域增强系统(WAAS),欧洲静地导航重迭系统(EGNOS),卫星差分改正监测系统(SDCM),多功能卫星增强系统(MSAS),GPS与静地增强导航(GAGAN),准天顶卫星系统(QZSS),印度无线电导航卫星系统(IRNSS)。中图分类号:P228文献标志码:A文章编号:100829268(2008)0520027205前,全球星座基本上有四大系统,其中美国GPS将1引言实现GPSIII计划,预计星座的卫星数达到30颗2007年4月14日我国发射第一颗Compass中轨卫星。俄国的GLONS
3、S实现K星计划,在L1(北斗)导航卫星,标志着中国正式进入全球导航卫与L5上实现与GPS兼容,改为CDMA制式,从星系统(GNSS)俱乐部,成为笫四个成员国,也可2010年开始发第一个信号为CDMA制式的GLO2能是最后一个成员,至少在2020年前只有GPSNASS-K星,最终达到24颗中轨卫星的额定状(美国)、GLONASS(俄罗斯)、Galileo(欧洲)和态。欧洲Galileo全球星座为30颗中轨卫星,中国Compass(中国)四大系统能形成全球规模的系统,的Compass为30颗卫星,其中中轨卫星24颗,静其
4、它系统仅仅作为区域系统和广域增强系统加入。地卫星(GEO)和倾斜轨道(IGSO)卫星各3颗。美1)GNSS的定义和系统构成俄欧分别建有各自星基增强系统WAAS、SDCM、GNSS是全球导航卫星系统的英文缩写,也是EGNOS,日本和印度各自建设自己的区域系统所有卫星导航系统的统称,包括全球系统(GPS/QZSS、IRNSS,和GPS星基增强系统MSAS、GLONASS/Galileo/Compass)、区域系统(QZSS/GAGAN,尼日利亚也有一个GPS星基增强卫星IRNSS)和广域增强系统(WAAS/EGNOS/S
5、D2NiSatCom-1。详见表1所示。CM/MSAS/GAGAN/NiSatCom21)。在2020年表1GNSS(全球导航卫星系统)所包括的导航系统一览表卫星导航系统名称建设国覆盖建设状态卫星数量n(标称值)备注**GPS(全球定位系统)美国全球1995建成30个(MEO)现有31个工作卫星WAAS(广域增强系统)美国增强已建成3个(GEO)IOC/2003FOC/200818个星/2008GLONASS(全球导航卫星系统)俄国全球已建成(在恢复)24个(MEO)24个星/2010SDCM(卫星差分改正监测系统)
6、俄国增强在策划中2个(IGSO)2011建成Galileo(全球导航卫星服务)欧洲全球在建设中30个(MEO)2013建成EGNOS(欧洲静地导航重迭系统)欧洲增强已建成3个(GEO)2008工作*收稿日期:20082092012008.5/全球定位系统#27#卫星导航系统名称建设国覆盖建设状态卫星数量n(标称值)备注**24个(MEO)2010完成Compass(北斗导航卫星系统)中国全球在建设中3个(GEO)区域系统;3个(IGSO)2020建成一期1个星QZSS(准天顶卫星系统)日本区域在建设中3个(IGSO)
7、(2009)二期3个星MSAS(多功能卫星增强系统)日本增强已建成2个(GEO)2个星/20073个(GEO)IRNSS(印度无线导航卫星系统)印度区域在建设中2012建成4个(IGSO)GAGAN(GPS与静地增强导航)印度增强在建设中3个(GEO)2010建成NigComSat-1尼日利亚增强已建成1个(GEO)2008建成nMEO中高度地球轨道,GEO静地轨道,IGSO倾斜地球同步轨道**IOC初始工作,FOC完全工作2)GNSS的三大发展趋势不景气,给GLONASS的发展带来重大挫折,但目前全球卫星导航系统及
8、其产业当前正经历前所未系统仍在坚持和恢复中。有的三大转变:从单一的GPS时代转变为多星座并3)欧洲为什么一定要建设自己的Galileo系统?存兼容的GNSS新时代,导致卫星导航体系全球化虽然美国一再表示,无保留地让欧洲使用GPS和增强多模化;从以卫星导航为应用主体转变为信号资源,但欧洲人出于政治、经济、科技和社会四PNT(定位、导航、授时)与移
