目前,世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有四大系统:一是美国的GPS系统,二是俄罗斯,三是中国北斗,四是欧盟
欧洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球卫星定位计划。中国北斗于2006年加快发展,为后起之秀,2012年底将在亚太区提供服务。因而,未来密布在太空的全球卫星定位系统将形成美、俄、中、欧的GPS、“格鲁纳斯”、“北斗”、“伽利略”四大系统“竞风流”的局面。它们是全球导航卫星系统国际委员会(ICG)确定了4大核心供应商。
GPS系统由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。它们分布在6个等间距的轨道平面上,轨道面相对赤道的夹角为55度,每个轨道面上有4颗工作卫星,卫星的轨道接近圆形,轨道高度为2.01836万公里,周期约12小时。GPS能覆盖全球,用户数量不受限制。其所发射的信号编码有精码与粗码。精码保密,主要提供给本国和盟国的军事用户使用;粗码提供给本国民用和全世界使用。精码给出的定位信息比粗码的精度高。GPS系统能够连续、适时、隐蔽地定位,一次定位时间仅几秒到十几秒,用户不发射任何电磁信号,只要接受卫星导航信号即可定位,所以可全天候昼夜作业,隐蔽性好。
俄罗斯GLONASS卫星定位系统拥有工作卫星21颗,分布在 3个轨道平面上,同时有3颗备份星。每颗卫星都在1.91万公里高的轨道上运行,周期为11小时15分。因GLONASS卫星星座一直处于降效运行状态,现只有8颗卫星能够正常工作。GLONASS的精度要比GPS系统的精度低。为此,俄罗斯正在着手对 GLONASS进行现代化改造,12月就发射了3颗新型“旋风”卫星。该卫星的设计寿命将为7~8年(现行卫星寿命为3年),具有更好的讯号特性。
GLONASS与GPS有许多不同之处
一是卫星发射频率不同。GPS的卫星信号采用码分多址体制,每颗卫星的信号频率和调制方式相同,不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址体制,卫星靠频率不同来区分,每组频率的伪随机码相同。由于卫星发射的载波频率不同,GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰,因而,具有更强的抗干扰能力。
二是坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系(WGS-84),而GLONASS使用前苏联地心坐标系(PE-90)。
三是时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联,而GLONASS则与莫斯科标准时相关联。
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