一、 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1． 美國(guó)GPS系統(tǒng)自身的更新
美國(guó)為了充分利用GPS系統(tǒng)的商業(yè)價(jià)值，獨(dú)霸全球的導(dǎo)航定位市場(chǎng)，近年來對(duì)GPS系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的更新。首先，從2000年5月2日起，停止實(shí)施“SA”政策，并將在GPS衛(wèi)星L2頻率信號(hào)上增設(shè)C/A碼。2005年前，在GPS新型工作衛(wèi)星Block II F上增設(shè)第三頻率1176.45MHz，以提高GPS動(dòng)態(tài)和靜態(tài)定位精度。GPS III計(jì)劃除了繼承GPS更新計(jì)劃外，重點(diǎn)是放棄現(xiàn)有24顆中高軌道（MEO）衛(wèi)星星座方案，采用全新的33顆HEO+GEO衛(wèi)星星座（HEO為高橢圓傾角軌道，GEO為在赤道上空的靜止衛(wèi)星），除采用更穩(wěn)定的頻標(biāo)和提高信號(hào)可靠性等措施外，GPS III衛(wèi)星將采用新的M碼以增強(qiáng)保密和抗干擾功能。GPSIII預(yù)計(jì)在2015～2020年投入運(yùn)行，計(jì)劃將對(duì)軍用平臺(tái)提供25年的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。
2． 歐洲伽利略計(jì)劃
為打破美國(guó)全球定位系統(tǒng)獨(dú)霸天下的局面，開創(chuàng)歐盟空間大地測(cè)量和航天事業(yè)的新階段，2002年3月26日，歐盟15個(gè)成員國(guó)的交通部長(zhǎng)在布魯塞爾決定開始啟動(dòng)伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)計(jì)劃。該計(jì)劃基于如下三點(diǎn)考慮：①政治和軍事上。目前的GPS系統(tǒng)在全世界各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得各國(guó)在技術(shù)、市場(chǎng)、軍事等方面對(duì)美國(guó)有過多依賴，歐盟要想獨(dú)立成為多邊世界的一極，實(shí)現(xiàn)歐洲自主防務(wù)，必須打破這種依賴；②技術(shù)上。歐盟意識(shí)到衛(wèi)星導(dǎo)航在未來的應(yīng)用會(huì)更加廣泛而普及，然而目前這種技術(shù)由美國(guó)和俄羅斯的軍方控制，要想在巨大的市場(chǎng)中為歐洲的高科技產(chǎn)業(yè)界創(chuàng)造機(jī)會(huì)，為他們進(jìn)入這一市場(chǎng)提供了關(guān)鍵技術(shù)的平臺(tái)必須打破技術(shù)壟斷，而作為一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施，首先要建立一套衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；③安全上。由軍方控制的GPS和GLONASS系統(tǒng)，一般用戶只能獲得定位服務(wù)，信號(hào)的安全性和連續(xù)性都是沒有保證的，一旦信號(hào)錯(cuò)誤或者信號(hào)被關(guān)閉，對(duì)用戶造成的影響是難以估計(jì)的，有的甚至危及生命安全。 內(nèi)容來自dedecms
Galileo系統(tǒng)并不是重復(fù)GPS或者是GLONASS系統(tǒng)，它由民間組織控制，保證服務(wù)的連續(xù)性和完好性；系統(tǒng)本身提供了比“定位”更多的服務(wù)，側(cè)重于導(dǎo)航，衛(wèi)星的覆蓋度更高，定位精度更高（更好的星座設(shè)計(jì)），提供系統(tǒng)完備性參數(shù)和系統(tǒng)錯(cuò)誤警告等信息；和GPS、GLONASS系統(tǒng)兼容，為用戶提供多樣的服務(wù)。
3． 星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）
為增強(qiáng)現(xiàn)有GPS和GLONASS系統(tǒng)的導(dǎo)航性能，美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）、歐洲和日本提出了三種SBAS：WAAS、EGNOS和MSAS系統(tǒng)。這三種SBAS系統(tǒng)的功能大致相同，其特點(diǎn)是：①通過地球靜止衛(wèi)星（GEO）發(fā)布包括GPS衛(wèi)星星歷誤差改正、衛(wèi)星鐘差改正和電離層改的信息；②通過GEO衛(wèi)星發(fā)播GPS和GEO衛(wèi)星完整的數(shù)據(jù)；③GEO衛(wèi)星的導(dǎo)航載荷發(fā)射GPS L1測(cè)距信號(hào)。這三個(gè)系統(tǒng)都正在加緊建設(shè)中，WAAS和EGNOS即將全面運(yùn)行，MSAS將在2005年全面運(yùn)行。他們建成后，將形成一個(gè)全球無縫的導(dǎo)航系統(tǒng)，使用一種GPS導(dǎo)航設(shè)備，飛機(jī)即可飛遍全球。
4． 我國(guó)“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位系統(tǒng)
“北斗一號(hào)“衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供快速定位，間斷數(shù)字報(bào)文通信和授時(shí)服務(wù)的一種全天候，區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要功能是：①定位?？焖俅_定用戶所在點(diǎn)的地理位置，向用戶機(jī)主管部門提供導(dǎo)航信息。②通信。用戶與用戶，用戶與中心控制系統(tǒng)間均可實(shí)行雙向簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)文通信。③ 授時(shí)。中心控制系統(tǒng)定時(shí)播發(fā)授時(shí)信息，為定時(shí)用戶提供時(shí)延修正值。 織夢(mèng)好，好織夢(mèng)
“北斗一號(hào)“的覆蓋范圍是在北緯5度～6度，東經(jīng)70度～140度之間的一個(gè)心臟形區(qū)域，上大下小，最寬出在北緯35度左右。其定位精度是水平100米（1σ），進(jìn)行差分后水平精度為20米；高程控制精度為10米，系統(tǒng)能容納的用戶數(shù)每小時(shí)為540，000戶；其定位響應(yīng)時(shí)間為：1類用戶<5秒，2類用戶<2秒，3類用戶<1秒；一次定位成功率為95%。“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位系統(tǒng)由于固有的特性，仍存在不足之處：用戶采用主動(dòng)式定位；用戶數(shù)量有限；定位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差；生存能力不強(qiáng)，系統(tǒng)的抗干擾性較差；定位依賴數(shù)字地圖。
“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國(guó)自主建立發(fā)展起來的，從衛(wèi)星的制造到利用運(yùn)載火箭發(fā)射衛(wèi)星上天，都是我國(guó)的航天部門一手打造的。盡管“北斗一號(hào)”只有兩顆衛(wèi)星，無法達(dá)到美國(guó)GPS系統(tǒng)和俄羅斯GLONASS系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)不了三維的實(shí)時(shí)定位，精度和覆蓋范圍方面也不盡人意，但它畢竟是我國(guó)開發(fā)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的一個(gè)嘗試。
二、 我國(guó)發(fā)展民用系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略
1． 瞄準(zhǔn)重大應(yīng)用領(lǐng)域，軍民用兼顧，開拓新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)
導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的一項(xiàng)事業(yè)。它在軍事、科研、經(jīng)濟(jì)和日常生活中發(fā)揮著越來越大的作用。
軍事上，現(xiàn)代的戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)的意義，從海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)到伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)可以看出，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的表現(xiàn)形式是信息戰(zhàn)、高科技戰(zhàn)。美國(guó)及其盟國(guó)能以極小的人員傷亡迅速獲得戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利，是依靠裝備精良的高度信息化武器在GPS系統(tǒng)中自如地調(diào)度。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，英美聯(lián)軍陸?？战换ナ絽f(xié)同作戰(zhàn)、遠(yuǎn)程統(tǒng)一指揮、直接縱深目標(biāo)打擊（一開始就針對(duì)首都巴格達(dá)）、實(shí)時(shí)捕捉戰(zhàn)場(chǎng)信息、遠(yuǎn)程精確轟炸（實(shí)施轟炸的同時(shí)巴格達(dá)市民仍然能照常活動(dòng)）等等，將戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)融為一體。如果沒有以美國(guó)的GPS系統(tǒng)為支撐的全球大地測(cè)量框架支持，英美聯(lián)軍在伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)上就會(huì)象一盤散沙，步履艱難。
我國(guó)雖然一直倡導(dǎo)和平自主，但世界局勢(shì)變幻莫測(cè)，我們不能放松國(guó)防建設(shè)，很重要的一方面就是建立自主的高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。
科研上，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)也發(fā)揮著巨大的作用。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)目前廣泛于監(jiān)測(cè)地球質(zhì)心、地球自轉(zhuǎn)（極移、日長(zhǎng)）及時(shí)間變化，建立和維護(hù)全球地心坐標(biāo)參考框架（如ITRF），以及區(qū)域性大地測(cè)量系統(tǒng)之間的聯(lián)測(cè)，監(jiān)測(cè)全球性板塊運(yùn)動(dòng)和地球動(dòng)力學(xué)，建立和維護(hù)國(guó)家地心坐標(biāo)框架，監(jiān)測(cè)地殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)、確定固體潮參數(shù)，聯(lián)合水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)測(cè)量高精度的大地水準(zhǔn)面高，電離層和中性大氣反演以及氣象學(xué)研究，衛(wèi)星跟蹤地球重力場(chǎng)和大氣探測(cè)，以及航天器或地球衛(wèi)星精密定軌、導(dǎo)航與對(duì)接等科學(xué)目的。 本文來自織夢(mèng)
經(jīng)濟(jì)上，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)可以主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）車輛導(dǎo)航。我國(guó)人口眾多，GDP持續(xù)增長(zhǎng)，汽車擁有量也不斷提升。如果1%的家庭買車，全國(guó)將會(huì)有大約三百萬輛車。一輛車裝備衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機(jī)的費(fèi)用暫定為一萬元，這個(gè)市場(chǎng)將會(huì)有300億！基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的車輛導(dǎo)航也是組成智能交通系統(tǒng)（ITS）的重要部分，它世界上公認(rèn)的從根本上解決交通問題的最有效途徑。2）移動(dòng)電話。將衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與移動(dòng)電話相結(jié)合，可以提供一種基于位置的服務(wù)（LBS）。中國(guó)手機(jī)用戶增長(zhǎng)率非常快，手機(jī)擁有量已經(jīng)排名世界第二，在這個(gè)巨大的市場(chǎng)上，蘊(yùn)藏著無限的商機(jī)。3）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在資源調(diào)查、物理勘探、石油鉆探、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等領(lǐng)域大有市場(chǎng)。4）在體育，娛樂，探險(xiǎn)和救生方面也大有用武之地。
我國(guó)在導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有很大的市場(chǎng)，目前已顯示出了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在導(dǎo)航方面，我國(guó)的大量的船只，飛機(jī)具有很大的市場(chǎng)份額。我國(guó)車輛數(shù)目龐大，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，而我國(guó)的交通基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)落后，這就造成了對(duì)導(dǎo)航的一個(gè)更為迫切的需求，這方面的市場(chǎng)潛力不可估量。在定位方面，目前在測(cè)繪領(lǐng)域已基本大部分在利用GPS進(jìn)行常規(guī)的測(cè)量和工程建設(shè)。在其他的應(yīng)用方面，比如資源勘探、氣象預(yù)報(bào)等許多應(yīng)用行業(yè)都已經(jīng)采用了GPS系統(tǒng)，有的是GPS與GLONASS系統(tǒng)的集成。 copyright dedecms
我國(guó)發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的話，將會(huì)在國(guó)內(nèi)形成和推動(dòng)許多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。分析產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈：衛(wèi)星導(dǎo)航的產(chǎn)業(yè)鏈基本構(gòu)成有空間段、地面段和應(yīng)用段。其中空間段屬于一次性投資，地面段大部分也屬于一次性投資，二者構(gòu)成建設(shè)期的固定資產(chǎn)投資；而應(yīng)用段的功能是產(chǎn)品（和服務(wù)）制造，是可持續(xù)增長(zhǎng)的利潤(rùn)來源階段。它可以對(duì)衛(wèi)星制造產(chǎn)業(yè)和很多相關(guān)硬件產(chǎn)業(yè)的在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上帶來很大的發(fā)展。在積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)，和具有了一定的技術(shù)實(shí)力后，我國(guó)在這方面就可以參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星制造產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展。
2． 在已有的基礎(chǔ)上發(fā)展，降低系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)成本
我國(guó)的導(dǎo)航事業(yè)發(fā)展了很多年，已經(jīng)積累了大量的地面基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)過適當(dāng)改造，可以利用它們?yōu)槲覈?guó)即將發(fā)展得衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)。我國(guó)的地面基礎(chǔ)設(shè)施主要包括：“北斗一號(hào)”系統(tǒng)的地面中心控制站和參考站、GPS跟蹤站、剛完成的廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)、以及人衛(wèi)激光觀測(cè)站等。
“北斗一號(hào)”是我國(guó)正在獨(dú)立自主設(shè)計(jì)與建設(shè)的一種全天侯、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。 “北斗一號(hào)”系統(tǒng)的地面控制中心站可擴(kuò)建為新一代導(dǎo)航系統(tǒng)的地面控制中心站。利用它對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)控與管理，處理衛(wèi)星調(diào)度、維持和補(bǔ)充等，根據(jù)其他監(jiān)測(cè)站所傳送的觀測(cè)資料，推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣層的修正參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)通過其他的地面站上行到衛(wèi)星。
“北斗一號(hào)”的若干個(gè)地面跟蹤站主要是用于導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道跟蹤與衛(wèi)星的完好性監(jiān)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，我們可以將其改造為新系統(tǒng)的跟蹤系統(tǒng)，擴(kuò)充新的跟蹤站，以確保導(dǎo)航和完備性數(shù)據(jù)的處理。導(dǎo)航控制主要用于：整個(gè)星座的軌道確定與軌道外推；監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀況；在軌衛(wèi)星鐘的標(biāo)準(zhǔn)化；在軌信號(hào)精度的預(yù)測(cè)；生成地心參考框架；產(chǎn)生導(dǎo)航數(shù)據(jù)信息。完備性探測(cè)主要包括：對(duì)區(qū)域（或全球）覆蓋的信號(hào)進(jìn)行完備性監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)授即可觀測(cè)到的完備性數(shù)據(jù)；集中處理生成所有衛(wèi)星的完備性數(shù)據(jù)；提供所有衛(wèi)星的完備性標(biāo)識(shí)符。 dedecms.com
我國(guó)正在加緊建設(shè)區(qū)域性GPS導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)。利用 “北斗一號(hào)”的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)是我國(guó)計(jì)劃研制和建設(shè)的廣域差分GPS系統(tǒng)。利用增強(qiáng)系統(tǒng)的地面設(shè)施，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理的目的，利用它的通信鏈路實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面段的通信。
我國(guó)目前擁有若干個(gè)分布全國(guó)的GPS跟蹤站和人衛(wèi)激光觀測(cè)站，經(jīng)過適當(dāng)?shù)母脑旒纯蓤?zhí)行對(duì)我國(guó)新一代導(dǎo)航衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)任務(wù)。利用人衛(wèi)觀測(cè)的高精度特點(diǎn)，完成對(duì)我國(guó)的導(dǎo)航衛(wèi)星的高精度定軌，為進(jìn)一步的導(dǎo)航定位服務(wù)創(chuàng)造條件。
由此可見，我國(guó)有大量的地面基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)過適當(dāng)?shù)母脑旒纯蔀槲覈?guó)的新一代導(dǎo)航定位系統(tǒng)提供地面控制中心站和衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)跟蹤站，導(dǎo)航信息的注入站等，為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)節(jié)省了大量的開支。改造工作要進(jìn)行嚴(yán)密的統(tǒng)籌規(guī)劃，必須要考慮到地理的分布和各種不同類型地面站的數(shù)量等因素，使其在新系統(tǒng)中承擔(dān)不同的職責(zé)，達(dá)到對(duì)原有地面設(shè)施的最優(yōu)利用和完成新系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)。
3． 與國(guó)外系統(tǒng)兼容，增強(qiáng)我國(guó)系統(tǒng)的可靠性與抗干擾性
為了抓住衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所擁有的巨大商機(jī)，奪回國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，進(jìn)一步參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與合作，我國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)該與國(guó)際導(dǎo)航系統(tǒng)兼容。
要做到與國(guó)外系統(tǒng)的兼容性，主要通過對(duì)GPS/GLANASS/Galileo三個(gè)系統(tǒng)和我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的衛(wèi)星坐標(biāo)系統(tǒng)、衛(wèi)星鐘時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)、接收機(jī)信號(hào)及導(dǎo)航電文格式的研究，制定組合后衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)通訊標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到與國(guó)際同步，多星座組合導(dǎo)航坐標(biāo)框架及時(shí)間系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)及格式。
國(guó)家安全、信息戰(zhàn)爭(zhēng)、航天安全、海洋安全、抗災(zāi)救災(zāi)、交通安全、緊急救援、突發(fā)事故處理、探險(xiǎn)等等與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展許多領(lǐng)域緊密關(guān)聯(lián)的事務(wù)，對(duì)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性要求最高，必需保證在任何時(shí)候不受國(guó)外敵對(duì)勢(shì)力干擾，且導(dǎo)航系統(tǒng)在空間覆蓋和時(shí)間連續(xù)性兩方面都是無縫連接的。
為此，需要采取相應(yīng)對(duì)策：①導(dǎo)航衛(wèi)星地面跟蹤站的跟蹤方式采用兩種或兩種以上，如增加具有抗電子干擾功能的衛(wèi)星激光測(cè)距跟蹤方式；②建立能同時(shí)跟蹤多種導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星地面跟蹤站網(wǎng)絡(luò)，并建立星基增強(qiáng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)自動(dòng)化；③開發(fā)能接收和處理多種導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的多星融合接收設(shè)備及硬軟件系統(tǒng)，提高定位導(dǎo)航的可靠性。
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