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卫星导航系统，主要采用GPS技术在导航通讯领域的应用系统。卫星导航全球性大众化民用刚刚开始，有百种应用类型。卫星导航的生命期至少有50年，GPS概念的提出已有三十年，真正应用只有十来年，现在GPS现代化，GPS III新阶段，延续到2020年。GPS国际协会已统计出GPS的117种不同类型的应用。卫星导航系统已经在大量应用中广泛使用，而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。
卫星导航系统_卫星导航系统 -简介
卫星导航系统
卫星导航系统，是“全球卫星导航系统（GNSS）”。又称天基PNT系统，其关键作用是提供时间/空间基准和所有与位置相关的实时动态信息，业已成为国家重大的空间和信息化基础设施，也成为体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。
世界各主要大国都竞相发展独立自主的卫星导航系统。估计在2020年前，全世界将有四大全球导航卫星系统（GNSS）：现有的美国GPS和俄罗斯GLONASS，欧盟计划在2013年建成的GALILEO（伽利略）系统，以及中国正在建设的第二代卫星导航系统（COMPASS）。
全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。
中国这个要逐步扩展为全球卫星导航系统的北斗导航系统(COMPASS)，将主要用于国家经济建设，为中国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。建设中的中国北斗导航系统(COMPASS)空间段计划由五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。北斗卫星将逐步扩展为全球卫星导航系。中国将陆续发射系列北斗导航卫星，逐步扩展为全球卫星导航系统。
卫星导航系统_卫星导航系统 -发展历史
卫星导航系统
从GPS发展到系统之系统的GNSS，应该说是一种巨大的进步。实际上，GPS从投入正式工作后，于1996年便开始其现代化计划，2000年5月1日取消其人为恶化民用信号精度的可用性选择（SA）之举措，标志着现代化计划进入实施阶段，并预计在2013年完成，现在（2012年）已经启动新一代的GPSIII，后者计划在2020年完成，星座卫星数量为30个，届时有可能继续成为世界上最先进的系统。GLONASS正在逐步恢复阶段，预计在2011年达到额定24颗星的工作状况，GLONASS也在开展现代化计划，在2010年发射其利用CDMA编码的GLONASS-K，实现与GPS/GALILEO在L1频点上的兼容与互用，其现代化计划预计在2017年完成，星座卫星数量达到30颗。GALILEO系统预期在2013年完成部署，投入运行，它将与GPS在L1和L5频点上实现兼容和互用。中国的BD-2区域卫星导航系统，由12颗卫星组成，计划在2010年建成，并择机启动全球系统建设，估计建成期为2020年，星座卫星数量为30个。
全球卫星导航系统及其产业经历过三大转变：从单一的GPS时代转变为多星座并存兼容的GNSS新时代，导致卫星导航体系全球化和增强多模化；从以卫星导航为应用主体转变为PNT（定位、导航、授时）与移动通信和因特网等信息载体融合的新阶段，导致信息融合化和产业一体化；从经销应用产品为主逐步转变为运营服务为主的新局面，导致应用规模化和服务大众化。三大趋势发展的直接结果是使应用领域扩大，应用规模跃升，大众化市场和产业化服务迅速形成。
卫星导航系统_卫星导航系统 -原理
卫星导航系统
有超过24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知，人们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。
事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，使得民用导航定位精度只有100米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技术，建立基准站（差分台）进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。
卫星导航系统_卫星导航系统 -代表
伽利略卫星导航系统
美国：全球定位系统（GPS），截止2011年唯一覆盖全球的系统。世界应用最为广泛也最为成熟的卫星导航定位系统。研发GPS系统始于1973年，其初衷是为美国的核潜艇等核打击力量提供全球定位和导航。1991年海湾战争期间，刚刚试运行的GPS曾大展身手，那是GPS第一次广泛用于战争。
俄罗斯：全球导航卫星系统（GLONASS），截止2011年只覆盖俄罗斯境内。
中国：北斗卫星导航系统，截止2011年只覆盖中国境内，但现时发展中北斗二号导航系统，2012年左右覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。
欧盟：伽利略定位系统，以天文学家伽利略的名字命名，初衷是为欧洲国家提供一个独立于美国GPS和俄罗斯格洛纳斯之外的高精度定位导航系统，使欧盟在卫星导航问题上摆脱对美国和俄罗斯的依赖，实现自主独立。伽利略系统的技术水平将高于GPS和格洛纳斯。比如，其精度甚至可以达到一米级别。
日本：准天顶卫星系统(QZSS)，服务只覆盖于东亚地区，预计由三机组成，但截止2011年只发射了初号机导引号。
卫星导航系统_卫星导航系统 -应用
精细农业、科学研究（野外生物学、气象学、地球科学）、环境监测、突发事件和灾害评估、安全保障、天体与建筑工程和自然资源分析的定位。卫星导航系统为人类带来了巨大的社会和经济效益。
卫星导航的应用是建立导航卫星系统的根本出发点，也是其最终的归宿。通常卫星导航的应用市场可以分为三大方面，是专业市场、批量市场和安防市场。全球卫星导航系统，从应用的角度可分成以下10类加以简述，这就是：航空、航海、通信、人员跟踪、消费娱乐、测绘、授时、车辆监控管理，和汽车导航与信息服务。
子午仪卫星导航系统
1.航空：欧洲的Galileo便是新建的全球导航星座，它与GPS配合起来，可以大大提高导航卫星的可用性，使单一的GPS市区可用性从55%提高到GPS/Galileo共用时的95%。GPS技术建立广域增强系统（WAAS）逐步代替原先的微波着陆/仪表着陆系统，美国的WAAS系统计划在2003年下半年运营，地面改正数据可以通过静地卫星转发给飞机。
2.航海：卫星导航接收机广泛地用于海上行驶的各类船只，DGPS则广泛地用于沿岸与进港，以及内河行驶的船只，精度可达到2-3m。在卫星导航接收机与无线通信手段集成后，该系统便成为一个位置报告系统和紧急救援系统。许多渔船将GPS与雷达和鱼探器结合在一起，产生明显的经济效益。
3.通信与导航的融合：卫星导航接收机与无线电通信机的结合是自然发生的，这种融合产生的意义是非常深远的。实际上，这是移动计算机（PDA）、蜂窝电话和GPS接收机的系统集成和完美整合。
4.人员跟踪：个人跟踪的应用需求与E911这类导航手机或称定位手机思路相似，但其产品类型和主要功能定位则与它们大相径庭。首先要求其体积和功耗要小，便于隐藏或佩带，如手表之类。其应用功能可以由中心加以激活或启动，以利于获取佩带者所在位置。
5.消费娱乐：徒步旅行者、猎人、越野滑雪者，野外工作人员和户外活动者常应用袋式GPS定位器，配上电子地图，可以在草原、大漠、乡间、山野或无人区内找到自己的目的地。
6.测绘：GPS测绘还可用于绘图、地藉测量、地球板块测量、火山活动监测、GIS领域、大桥监测、水坝监测、滑坡监测、大型建筑物监测等。这种测量技术的实时动态化(RTK)可以用于海洋河道公路测量，以及矿山、大型工程建设工地等作为自动化管理和机械控制。
7.授时：GPS设备还用于作为时间同步装置，特别是作为交易处理定时(如在ATM机中)和通信网络中应用。
8.车辆监控管理
9.汽车导航与信息服务
10.其它
