浅谈GNSS的现状和发展

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1、浅谈GNSS的现状与发展一GNSS的定义全球导航卫星系统（GNSS）,英文名称“GlobalNavigationSatelliteSystem",它是所有全球导航卫星系统及其增强系统的集合名词，是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统。目询，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS.中国的Compass（北斗）、欧盟的Galileo系统,SBAS广域差分系统，DORIS星载多普勒无线电定轨立位系统，QZSS准天顶卫星系统，GAGANGPS静地卫星增强系统等，可用的卫星

2、数目达到100颗以上。二GNSS的由来早在20世纪90年代中期开始，欧盟为了打破美国在卫星定位、导航、授时山场中的垄断地位，获取巨大的市场利益，增加欧洲人的就业机会，一直在致力于一个雄心勃勃的民用全球导航卫星系统计划，称Z为GlobalNavigationSatelliteSystem0该计划分两步实施：笫一步是建立一个综合利用美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统的第一代全球导航卫星系统（当时称为GNSS-1,即厉來建成的EGNOS）；笫二步是建立一个完全独立于美国的GPS系统和俄罗斯的GL

3、ONASS系统之外的第二代全球导航卫星系统，即正在建设中的Galileo卫星导航定位系统。由此可见，GNSS从一问世起，就不是一个单一星座系统，而是一个包括GPS、GLONASS、Compass、Galileo等在内的综合星座系统。众所周知，卫星是在天空中环绕地球而运行的，其全球性是不言而喻的；而金球导航是相対丁-陆基区域性导航而言，以此体现卫星导航的优越性。下图为欧盟EGNOS广域差分系统-jin空间部分用户乙轨观测网好性监测网广域差分观测网地面监测控制系统导航地面地球站AOR-EFOCIOR三早

4、期的卫星定位技术卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。当初，人造地球卫星仅仅作为一种空间的观测目标，由地面观测站对它进行摄影测量，测量测站至卫星的方向，建立卫星三角网；也可以用激光技术对卫星进行距离观测，测定测站至卫星的距离，建立卫星测距网。这种对卫星的儿何观测能够解决用常规人地测量技术难以实现的远距离陆地海岛联测定位的问题。20世纪60-70年代，美国国家大地测量局（NGS）在美国和德国测绘部门的协助下，用卫星三角测量的方法花了几年时间测设了由45个测站组成的全球三角网，点位精度5m。

5、但是这种观测方法受卫星可见条件及天气的影响，费时费力，不仅定位精度低，而且不能测得点位的地心坐标。因此，卫星三角测量很快被卫星多普勒定位所取代，使卫星定位技术从把卫星作为空间观测目标的低级阶段，发展到了卫星动态已知点的高级阶段。四子午卫星导航系统的应用及其缺陷20lit纪50年代末期，美国开始研制用多普勒卫星定位技术进行测速，定位的卫星导航系统，叫做子午卫星导航系统（NNSS）。子午卫星导航系统的问世，开创了海空导航的新时代，揭开了卫星大地测量学的新篇章。70年代，部分导航电文解密交付民用。自此，卫

6、星多普勒定位技术迅速兴起。多普勒定位具冇经济快速，精度均匀，不受天气和时间限制等优点。只要在测点上能收到从子午卫星上发來的无线电信号，便可在地球表面的任何地方进行单点定位或联测定位，获得测站点的三维地心处标。在美国子午卫星导航系统建立的同时，询苏联也于1965年建立了一个卫星导航系统，叫做CICADA,右T2颗所谓宇宙卫星。NNSS和CICADA卫星导航系统虽然将导航和定位推向了一个新的发展阶段，但是它们仍然存在着一些明显的缺陷，比如卫星少，不能及时定位。子午卫星导航系统采用6颗卫星，并能通过地球的

7、南北极运行。地面点上空子午卫星通过的间隔时间较长，而且低纬度地区每天的卫星通过次数远低于高纬度地区。而对于同一地点两次了午卫星通过的间隔时间为0.8-1.6小时，对于同一子午卫星，每天通过次数最多为13次，间隔时间更长。由于一台多普勒接收机一般需观测15次合格的卫星通过，才能使单点定位精度达到10米左右，而各个测站观测了公共的17次合格的卫星通过时，联测定位的精度才能达到0.5米左右。间隔时间和观测时间长，不能为用户提供实时定位和导航服务，精度较低等限制了它的应用领域。子午卫星轨道低（平均髙度107

8、0KM）,难以精密定轨，以及子午卫星射电频率低（400MHZ和150MHZ）,难以补偿电离层效应的影响，致使卫星多普勒定位精度局限在米级水平（精度极限0.5-lm）«五GPS全球定位系统用子午卫星信号进行多普勒定位时，不仅观测时间长（需要一两天的观测时间），而且既不能进行连续，实时定位，乂不能达到厘米级定位精度，因此其应用受到了较人的限制。为了实现全天候，全球性和高精度的连续导航与定位，第二代卫星导航系统一一GPS全球定位系统应运而生。1973年12月，美国国防部批准