全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要有兩大系統(tǒng)：一是美國(guó)的GPS系統(tǒng)，二是俄羅斯的“GLONASS”系統(tǒng)。近年來(lái)，歐洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球衛(wèi)星定位計(jì)劃。因而，未來(lái)密布在太空的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)將形成美、俄、歐操縱的GPS、“GLONASS”、“伽利略”三大系統(tǒng)“競(jìng)風(fēng)流”的局面。

    GPS獨(dú)占鰲頭
    全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，通常簡(jiǎn)稱GPS）是一個(gè)中距離圓型軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它可以為地球表面絕大部分地區(qū)（98%）提供準(zhǔn)確的定位、測(cè)速和高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)由美國(guó)國(guó)防部研制和維護(hù)，可滿足位于全球任何地方或近地空間的**用戶連續(xù)**的確定三維位置、三維運(yùn)動(dòng)和時(shí)間的需要。該系統(tǒng)包括太空中的24顆GPS衛(wèi)星；地面上的1個(gè)主控站、3個(gè)數(shù)據(jù)注入站和5個(gè)監(jiān)測(cè)站及作為用戶端的GPS接收機(jī)。*少只需其中4顆衛(wèi)星，就能迅速確定用戶端在地球上所處的位置及海拔高度；所能收聯(lián)接到的衛(wèi)星數(shù)越多，解碼出來(lái)的位置就越**。

    GPS用戶數(shù)量不受限制。其所發(fā)射的信號(hào)編碼有精碼與粗碼。精碼保密，主要提供給本國(guó)和盟國(guó)的**用戶使用；粗碼提供給本國(guó)民用和全世界使用。精碼給出的定位信息比粗碼的精度高。GPS系統(tǒng)能夠連續(xù)、適時(shí)、隱蔽地定位，一次定位時(shí)間僅幾秒到十幾秒，用戶不發(fā)射任何電磁信號(hào)，只要接受衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)即可定位，所以可全天候晝夜作業(yè)，隱蔽性好，見(jiàn)圖。

 
    位于軌道中的GPS衛(wèi)星，圖片來(lái)自NASA

    GLONASS不甘落后
    俄羅斯GLONASS系統(tǒng)GLONASS系統(tǒng)由衛(wèi)星、地面測(cè)控站和用戶設(shè)備三部分組成，系統(tǒng)由21顆工作星和3 顆備份星組成，分布于3 個(gè)軌道平面上，每個(gè)軌道面有8 顆衛(wèi)星，軌道高度1萬(wàn)9000公里，運(yùn)行周期11小時(shí)15分。

    在技術(shù)方面，GLONASS與GPS有許多不同之處。一是衛(wèi)星發(fā)射頻率不同。GPS的衛(wèi)星信號(hào)采用碼分多址體制，每顆衛(wèi)星的信號(hào)頻率和調(diào)制方式相同，不同衛(wèi)星的信號(hào)靠不同的偽碼區(qū)分。而GLONASS采用頻分多址體制，衛(wèi)星靠頻率不同來(lái)區(qū)分，每組頻率的偽隨機(jī)碼相同。由于衛(wèi)星發(fā)射的載波頻率不同，GLONASS可以防止整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)被敵方干擾，因而，具有更強(qiáng)的抗干擾能力。二是坐標(biāo)系不同。GPS使用世界大地坐標(biāo)系（WGS-84），而GLONASS使用前蘇聯(lián)地心坐標(biāo)系（PE-90）。三是時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)不同。GPS系統(tǒng)時(shí)與世界協(xié)調(diào)時(shí)相關(guān)聯(lián)，而GLONASS則與莫斯科標(biāo)準(zhǔn)時(shí)相關(guān)聯(lián)。

    GLONASS系統(tǒng)于20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，1982年發(fā)射首顆衛(wèi)星入軌。但由于航天撥款不足，該系統(tǒng)部分衛(wèi)星一度老化，*嚴(yán)重曾只剩6顆衛(wèi)星運(yùn)行， 2003年12月，由俄國(guó)應(yīng)用力學(xué)科研生產(chǎn)聯(lián)合公司研制的新一代衛(wèi)星交付聯(lián)邦航天局和國(guó)防部試用，為2008年**更新Glonass系統(tǒng)作準(zhǔn)備。2004年，印度和俄羅斯簽署了《關(guān)于和平利用俄全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的長(zhǎng)期合作協(xié)議》，正式加入了GLONASS系統(tǒng)，計(jì)劃聯(lián)合發(fā)射18顆導(dǎo)航衛(wèi)星。2006年12月25日，俄羅斯用質(zhì)子-K運(yùn)載火箭發(fā)射了3顆格洛納斯-M衛(wèi)星，使格洛納斯系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到17顆。

    預(yù)計(jì)到2012年GLONASS全球?qū)Ш较到y(tǒng)衛(wèi)星的數(shù)量將增加到30顆，實(shí)現(xiàn)全球定位導(dǎo)航，屆時(shí)其衛(wèi)星導(dǎo)航范圍可覆蓋整個(gè)地球表面和近地空間，定位精度將達(dá)到1米左右。部署完備的系統(tǒng)將在國(guó)防建設(shè)、航空航天、交通運(yùn)輸、地質(zhì)勘探、災(zāi)害救援等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

    “伽利略”后來(lái)居上
    伽利略計(jì)劃是歐盟2002年正式批準(zhǔn)的一項(xiàng)戰(zhàn)略科研項(xiàng)目，目標(biāo)是建成一個(gè)覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以打破美國(guó)擁有的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的壟斷地位。根據(jù)伽利略計(jì)劃，歐盟將在2013年年底前發(fā)射30顆衛(wèi)星，提供誤差不到1米的**全球定位服務(wù)。

    按照規(guī)劃，“伽利略”計(jì)劃將耗資約27億美元，星座由30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2.3萬(wàn)公里的3個(gè)軌道面上，星座包括27顆工作星，另加3顆備份衛(wèi)星。系統(tǒng)的典型功能是信號(hào)中繼，即向用戶接收機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。“伽利略”接收機(jī)不僅可以接受本系統(tǒng)信號(hào)，而且可以接受GPS、GLONASS這兩大系統(tǒng)的信號(hào)，并且具有導(dǎo)航功能與移動(dòng)電話功能相結(jié)合、與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)越性能。

   “伽利略”系統(tǒng)確定地面位置或近地空間位置要比GPS**10倍。其水平定位精度優(yōu)于10米，時(shí)間信號(hào)精度達(dá)到100納秒。必要時(shí)，免費(fèi)使用的信號(hào)**度可達(dá)6米，如與GPS合作甚至能**至4米。