gnss定位與導航綜述

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1、GNSS定位與導航綜述GNSS是Global?Navigation?Satellite?System的縮寫。中文譯名應為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。GNSS是Global?Navigation?Satellite?System的縮寫。很長時間以來，它有兩個譯名：全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。近年來的一些相關(guān)學術(shù)會議征文中，還有將GNSS與GPS等系統(tǒng)并列而述的。1992年5月，國際民航組織（ICAO）在未來的航空導航系統(tǒng)會議上通過了計劃方案"GNSS"（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）。該系統(tǒng)是一個全球性的位置和時

2、間的測定系統(tǒng)，包括一個或幾個衛(wèi)星星座、機載接收儀及監(jiān)視系統(tǒng)。GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在2000年之前，將建立由GPS＋GLONASS＋INMARSAT＋GAIT＋RAIM組成的混合系統(tǒng)。2000年之后，將建設純民間的GNSS系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要目的是導航定位不再依賴美國GPS系統(tǒng)或前蘇聯(lián)GLONASS系統(tǒng)。GNSS系統(tǒng)不僅能提供與GPS和GLONASS系統(tǒng)相類似的導航定位功能，且能同時具有全球衛(wèi)星移動通信的能力，即具有通訊與導航的雙重功能。早在20世紀90年代中期開始，歐盟為了打破美國在衛(wèi)星定位、導航

3、、授時市場中的壟斷地位，獲取巨大的市場利益，增加歐洲人的就業(yè)機會，一直在致力于一個雄心勃勃的民用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)計劃，稱之為Global?Navigation?Satellite?System。該計劃分兩步實施：第一步是建立一個綜合利用美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)的第一代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(當時稱為GNSS-1，即后來建成的EGNOS)；第二步是建立一個完全獨立于美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)之外的第二代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，即正在建設中的Galileo衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。由

4、此可見，GNSS從一問世起，就不是一個單一星座系統(tǒng)，而是一個包括GPS、GLONASS、Compass、Galileo等在內(nèi)的綜合星座系統(tǒng)。眾所周知，衛(wèi)星是在天空中環(huán)繞地球而運行的，其全球性是不言而喻的；而全球?qū)Ш绞窍鄬τ陉懟鶇^(qū)域性導航而言，以此體現(xiàn)衛(wèi)星導航的優(yōu)越性。GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))，又稱天基定位、導航、授時(PNT)系統(tǒng)，其關(guān)鍵作用是提供時間/空間基準和所有與位置相關(guān)的實時動態(tài)信息，業(yè)已成為國家重大的空間和信息化基礎(chǔ)設施，也成為體現(xiàn)現(xiàn)代化大國地位和國家綜合國力的重要標志。?由于GNS

5、S系統(tǒng)在國家安全和經(jīng)濟與社會發(fā)展中有著不可或缺的重要作用，所以世界各主要大國都競相發(fā)展獨立自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。預計在2020年前，全世界將有四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)，它們是現(xiàn)有的美國GPS和俄羅斯GLONASS，歐盟計劃在2013年建成的“GALILEO(伽利略)”系統(tǒng)，以及我國正在建設的第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)，即北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Compass計劃分為兩步走，先建區(qū)域系統(tǒng)，后建全球系統(tǒng))。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)起源要追溯到1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，由它發(fā)現(xiàn)了多普勒定位原理，推動產(chǎn)生了美

6、國的海軍導航衛(wèi)星系統(tǒng)——子午儀（Transit），進而出現(xiàn)了美國的GPS?和蘇聯(lián)的GLONASS。1973年GPS被批準立項，1978年發(fā)第一顆衛(wèi)星，至今己過30年。從1995年GPS?宣布投入完全工作階段起，也已經(jīng)有20多年，目前和今后?3~5?年內(nèi)它仍將是全球唯一的全功能穩(wěn)定運營的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。作為軍事系統(tǒng)，GPS?在海灣戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭中經(jīng)受了一系列實戰(zhàn)考驗，無可爭辯地證明了其“軍力倍增器”的強大作用。作為民用系統(tǒng)，它遠遠出乎系統(tǒng)開發(fā)者的意料，在商業(yè)市場和大眾消費領(lǐng)域

7、，顯示出極其強勁的高速發(fā)展勢頭，應用面之廣大，服務層之深入，反響之強烈，前景之良好，均讓人嘆為觀止。這堪稱是美國軍方繼互聯(lián)網(wǎng)之后，對民用世界的第二個最重要的貢獻。?全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)當前正經(jīng)歷前所未有的三大轉(zhuǎn)變：從單一的GPS時代轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘈亲⒋婕嫒莸腉NSS新時代，導致衛(wèi)星導航體系全球化和增強多?；?；從以衛(wèi)星導航為應用主體轉(zhuǎn)變?yōu)镻NT定位、導航、授時)與移動通信和互聯(lián)網(wǎng)等信息載體融合的新階段，導致信息融合化和產(chǎn)業(yè)一體化；從經(jīng)銷應用產(chǎn)品為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檫\營服務為主的新局面，導致應用規(guī)?；头?/p>

8、大眾化。?三大趨勢發(fā)展的直接結(jié)果是使應用領(lǐng)域擴大，應用規(guī)模躍升，大眾化市場和產(chǎn)業(yè)化服務迅速形成。從GPS發(fā)展到系統(tǒng)之系統(tǒng)的GNSS應該說是一種巨大的進步。實際上，GPS從投入正式工作后，于1996年便開始其現(xiàn)代化計劃，2000年5月1日取消其人為惡化民用信號精度的可用性選擇(SA)?之舉措，標志著現(xiàn)代化計劃進入實施階段，并預計在?2013?年完成，現(xiàn)在已經(jīng)啟動新一代的GPSIII，后者計劃在2020?-2021年間完成，星座衛(wèi)星數(shù)量為30個，屆時有可能繼續(xù)成為世界上最先進的系統(tǒng)。?