北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)

１９７３年１２月，美國正式實(shí)施第二代導(dǎo)航衛(wèi)星工程，從１９７８年起開始發(fā)射和建設(shè)命名為“導(dǎo)航星”的軍用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，并于１９９３年整個系統(tǒng)部署完畢。該系統(tǒng)可滿足陸海空軍的高動態(tài)的飛機(jī)、導(dǎo)彈等的導(dǎo)航定位需要。美國“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)（ＧＰＳ），最初由６個軌道面上的１８顆衛(wèi)星網(wǎng)組成，后來又修訂為用２１顆主用、３顆備用衛(wèi)星在６個不同平面的軌道上繞地運(yùn)行。所以，在地球上的任何一點(diǎn)，都可同時看到這個系統(tǒng)的６～７顆衛(wèi)星，用戶通過這些信號能準(zhǔn)確地確定自身所在的地理經(jīng)緯度、高度和速度。ＧＰＳ可對飛機(jī)、艦船進(jìn)行連續(xù)實(shí)時導(dǎo)航，定位精度比“子午儀”更高，水平距離和高度精度均為５米。探險隊員和勘測隊員只需背負(fù)１０００克重的便攜式接收終端，就可確定自己所在經(jīng)緯度和高度。這種新式導(dǎo)航定位系統(tǒng)能快速、連續(xù)地提供高精度三維位置、速度和時間的信息，實(shí)現(xiàn)近乎實(shí)時的導(dǎo)航，一次定位時間只要幾秒到幾十秒即可完成。這個系統(tǒng)還同時向民用開放，只是接收機(jī)性能參數(shù)有所區(qū)別，導(dǎo)航精度略差一點(diǎn)（平均為１５米）。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從美國的子午儀、全球定位系統(tǒng)及其現(xiàn)代化，最后到第三代全球定位系統(tǒng)，不斷地在演變，還在探索新一代的系統(tǒng)。除了衛(wèi)星及其載荷性能改進(jìn)外，地面運(yùn)控系統(tǒng)也在做現(xiàn)代化改造，以提高定位精度和實(shí)時監(jiān)控能力。俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)在恢復(fù)之中，并在實(shí)施現(xiàn)代化計劃。伽利略系統(tǒng)雖然在建設(shè)中，但歐洲已經(jīng)在策劃第二代伽利略系統(tǒng)。中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，從有源雙星定位的北斗一號試驗系統(tǒng)，步入無源定位的北斗二號先區(qū)域、后全球的新的發(fā)展階段。由于用戶與市場的客觀需求和國際競爭的需要，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能和性能在不斷改進(jìn)提高。以精度而言，全球定位系統(tǒng)從100余米提高到10米量級，導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼容與互用后可提高到1米左右。最值得指出的是，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的指標(biāo)體系有了重大變化，以全球定位系統(tǒng)為例，原先指標(biāo)參量主要為精度、可用性、連續(xù)性和完好性，第三代全球定位系統(tǒng)階段除了高精度要求外，還有可確保的可用性、可控的完好性、抗干擾功率增強(qiáng)、導(dǎo)航擔(dān)保、增強(qiáng)安全性、后向兼容、系統(tǒng)自生存性，以及民用信號從1個變成4個。伽利略系統(tǒng)的服務(wù)理念與全球定位系統(tǒng)相比有了進(jìn)一步深化，其信號編碼體制有明顯創(chuàng)新，得到公認(rèn)，并衍生多個應(yīng)用品種。

衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步是以接收機(jī)為核心的，20多年來，接收機(jī)技術(shù)、接收機(jī)芯片技術(shù)以摩爾定律在發(fā)展，在進(jìn)步，性能成十上百倍地提高，重量成百上千倍地減輕，價格成千上萬倍地降低，民用接收機(jī)技術(shù)大大地帶動了軍用技術(shù)的快速進(jìn)步。同時，車輛導(dǎo)航儀、個人導(dǎo)航儀、手持機(jī)、定位手機(jī)、導(dǎo)航手機(jī)、行駛記錄儀、監(jiān)控終端等等應(yīng)用終端以更加豐富多彩、功能強(qiáng)大而馳名，受到廣大用戶的青睞。此外，各種各樣的應(yīng)用與服務(wù)系統(tǒng)，如移動位置服務(wù)系統(tǒng)、車輛信息系統(tǒng)、實(shí)時智能交通信息系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)、車隊管理系統(tǒng)、物流運(yùn)輸系統(tǒng)，以及多種多樣的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，日新月異地進(jìn)入市場和產(chǎn)業(yè)，形成明顯的生產(chǎn)力，對于提高生產(chǎn)效率，提升服務(wù) 水平，改善生活質(zhì)量，推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)揮著積極作用。技術(shù)發(fā)展的重大傾向是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用業(yè)已拓展到PNT或PNOT（Position、Navigation、Orientation、Timing，定位、導(dǎo)航、定向、定時）全領(lǐng)域，并且以它為中心逐步實(shí)現(xiàn)與通信、互聯(lián)網(wǎng)、慣性導(dǎo)航傳感器、時鐘等等的融合與集成，將多種多樣的信息來源與信息通道實(shí)現(xiàn)一體化整合，真正達(dá)到全球任何時間、任何地方（海陸空天與地下和水下）的PNT應(yīng)用與服務(wù)，已經(jīng)成為人們未來十年追求的目標(biāo)。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其技術(shù)發(fā)展的動力來源正在發(fā)生著微妙的變化。全球定位系統(tǒng)建設(shè)初期主要動力來自軍用需求，來自技術(shù)牽引，任務(wù)與目標(biāo)相對集中，隨著系統(tǒng)變成軍民兩用進(jìn)程的發(fā)展，市場與產(chǎn)業(yè)的廣泛需求越來越豐富，越來越多樣化，應(yīng)用與服務(wù)需求逐步上升為主要矛盾，成為矛盾的重要方面。這使得發(fā)展驅(qū)動力從主要來自使命牽引轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕獊碜孕枨笸苿?，也就是更多地來自于產(chǎn)業(yè)、市場和用戶的需求。所以，無論第三代全球定位系統(tǒng)和伽利略系統(tǒng)的設(shè)計建設(shè)，多將需求調(diào)研作為一個重要方面加以研究，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)指標(biāo)體系的重大調(diào)整，使之更加切合實(shí)際，更加有用。這種轉(zhuǎn)變是帶有根本性意義的，是科技發(fā)展的方向性問題，會對產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。這種轉(zhuǎn)變給我們新興國家以機(jī)會，有更多的發(fā)展余地，有更多的市場開拓空間。這種轉(zhuǎn)變也給我們提出了更高的要求，要緊跟用戶需求，研發(fā)生產(chǎn)出更多更好切合實(shí)際應(yīng)用的高效產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)雙贏和多贏，讓用戶得到看得見摸得著的實(shí)實(shí)在在的好處，實(shí)現(xiàn)增值服務(wù)。