发表于：2023-03-19

GPS、中国北斗卫星导航系统、格洛纳斯、伽利略卫星导航系统。

1、GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。

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。

2、中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

3、格洛纳斯（GLONASS），是俄语“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写。

该系统最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。该系统于2007年开始运营，当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。到2009年，其服务范围已经拓展到全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。

4、伽利略卫星导航系统（Galileo satellite navigation system），是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于1999年2月由欧洲委员会公布，欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。

扩展资料：

北斗芯片

2012年12月27日，国家正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动，标志着中国自主卫星导航产业发展进入崭新的发展阶段。其中，卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案，成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由中国本土IC设计公司研发，具有完全自主知识产权并已实现规模应用，一举打破了电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。

卫星导航终端中采用的导航基带及射频芯片，是技术含量及附加值最高的环节，直接影响到整个产业的发展。在导航基带中，一般通过导航专用ASIC硬件电路结合应用处理器的方案来实现。此前的应用处理器多选用国外公司ARM处理器芯片核，需向国外支付IP核使用许可费用的同时，技术还受制于人，无法彻底解决产业安全及保密安全问题。

而通过设立重大专项应用推广与产业化项目等方式，北斗多模导航基带及射频芯片国产化现已实现，中国人自己的应用处理器也在北斗多模导航芯片中得到规模应用。

参考资料来源：百度百科 全球卫星导航系统

参考资料来源：百度百科 GPS系统

参考资料来源：百度百科 北斗卫星导航系统

参考资料来源：百度百科 格洛纳斯

参考资料来源：百度百科 伽利略卫星导航系统

美国的GPS，中国的北斗星，俄罗斯的GLONASS，欧洲的伽利略

很多人都知道美国的全球卫星导航系统“GPS”，却不知道俄罗斯的全球卫星导航系统“格洛纳斯(GLONASS)”，中国的全球卫星导航系统“北斗系统”（严格说，北斗系统还不能称为全球卫星导航系统，只能称卫星定位系统），和欧洲的全球卫星导航系统“伽利略（Galileo）”。在这里给大家做一个简单的介绍和比较，好让大家更好的了解全球卫星导航系统的历史，现状和未来。

历史渊源

GPS：20世纪70年代，随着美苏军备竞赛的升级，美国的军事领域迫切需要能够在世界范围精确定位的系统。美国国防部不惜斥资120亿美元研制军用定位系统。1978年，美国成功发射了第一颗用于GPS系统的卫星，经过20多年的建设，1994年建设完毕。

格洛纳斯：几乎和GPS同时开始同时建成。

北斗系统：上世纪八十年代中期开始，2003年建成。

伽利略：99年提出计划，05年末头一颗卫星升空，预计2008年投入初步使用。

覆盖范围

GPS：全球全天候

格洛纳斯：全球

北斗系统：覆盖我国本土及周边国家。覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°

伽利略：全球（未建成）

卫星数量

GPS：24颗

格洛纳斯：24颗（因经费问题，经常运行的数量达不到设计数量，最少时仅仅有6颗在运行，目前有17颗正在运行）

北斗系统：3颗

伽利略：27颗运行卫星和3颗预备卫星（未建成）

定位精度

GPS：定位精度10米

格洛纳斯：定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m

北斗系统：三维定位精度约几十米

伽利略：定位误差不超过1米

可容纳用户容量

GPS：GPS 是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此可容纳无限多用户

格洛纳斯：无限多

北斗系统：由于北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户数量不能超过100万

伽利略：无限多（未建成）

用户范围

GPS：军民两用，军用为主

格洛纳斯：军民两用，军用为主

北斗系统：军民两用，民用为主

伽利略：军民两用，民用为主

商业开发情况

GPS：较早，非常充分

格洛纳斯：不充分，在中国几乎没有

北斗系统：刚起步，预计到2008年有三十万用户

伽利略：刚开始建设，因合作者众多，前景看好

GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。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。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。

世界上一共有四种卫星导航系统 。

1、美国的GPS卫星定位系统

2、欧洲的伽利略卫星定位系统

3、俄罗斯的俄罗斯格洛纳斯卫星定位系统

4、中国的北斗卫星定位系统

1、 产生背景

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。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

2、 系统结构

经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。

由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成；

空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。GPS卫星星座原计划是将24颗卫星均匀分布在6个不同的轨道平面上，而发展到今天，在轨道上运行的卫星数量已经达到27颗。每个轨道平面与赤道平面的倾角大约55度。在地球上任何地点任何时刻都能观测到5－8颗卫星。每颗卫星都利用两个L载频传送信号，即L1和L2。每颗卫星都在完全相同的频率上传送信号，但每颗卫星的信号在到达用户之前都经过了多普勒颇移。L1承载精密（P）码和粗/捕获（C/A）码，L2仅承载P码。导航的数据报文叠加在这些码上，两个载频上承载着相同的导航数据报文。P码通常是加密的，只有C/A码可供民用。主要由GPS接收机和卫星天线组成，GPS接收机，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型，根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。

3 、技术原理 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，在GPS观测中，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，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GPS的定位精度只有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。

4 、系统特点

（1）全天候；

（2）全球覆盖；

（3）三维定速定时高精度；

（4）快速省时高效率；

（5）应用广泛多功能。

5 、定位服务

联邦无线电导航计划中规定的GPS定位服务包括精密定位服务（PPS）和标准定位服务（SPS）。

⑴PPS 授权的精密定位系统用户需要密码设备和特殊的接收机，包括美国军队、某些政府机构以及批准的民用用户。

⑵SPS 对于普通民用用户，美国政府对于定位精度实施控制，仅提供SPS服务。SPS服务可供全世界用户免费、无限制地使用。

6 、主要用途

（1）陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；

（2）海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；

（3）航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

优于10米

GPS的精度不是不变的，而是随着条件的不同而不同（主要是因为卫星），一般来说P码在米级到十米级之间，C/A码在十米级到百米级之间。

伽利略是米内级，优于1米

现在的资料很混乱。但是绝大多数都把GPS的精度说得很高。实际上GPS的精度达不到一米以内，米内级精度是通过差分计算得到的。不是GPS本身的真实精度。

1.美国全球定位系统（GPS）。有24颗卫星组成，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，精度约为10米，军民两用，目前正在试验第二代卫星系统；　美国“全球定位系统”（GPS），是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月，由24颗卫星组成的导航“星座”部署完毕，标志着GPS正式建成。

2.俄罗斯格洛纳斯：抗干扰能力强。有24颗卫星组成，精度在10米左右，军民两用，设计2009年底服务范围拓展到全球；也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定位卫星系统。尽管其定位精度比GPS、伽利略略低，但其抗干扰能力却是最强的。格洛纳斯项目是苏联在1976年启动的项目。

3.欧洲“伽利略”系统。有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。2005年首颗试验卫星已成功发射。预计2008年前开通定位服务；　　伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星，其中27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。

4.中国“北斗”系统。由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。定位精度10米。计划2008年左右覆盖中国及周边地区，然后逐步扩展为全球卫星导航系统。

北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。

覆盖范围　　北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°- 55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统，能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。

数量轨道

　　北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星，卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。GPS导航卫星轨道为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。

定位原理

　　北斗导航系统是主动式双向测距二维导航，地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航，由用户设备独立解算自己三维定位数据。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。

定位精度

　　北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前已由16m提高到6m，C/A码目前已由25-100m提高到12m，授时精度目前约20ns。

用户容量

　　北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS 是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的。

生存能力

　　“北斗一号”基于中心控制系统和卫星的工作，但是“北斗一号”对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，即使主控站被毁GPS卫星也可以独立运行。而“北斗一号” 系统，一旦中心控制系统受损，系统就不能工作了。

实时效果

　　“北斗一号”用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差。此外，“北斗一号”卫星导航系统也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。

终端配套

　　2011年12月27日，国家正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动，标志着我国自主卫星导航产业发展进入崭新的发展阶段。其中，卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案，成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由我国本土IC设计公司研发，具有完全自主知识产权并已实现规模应用，一举打破了电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。

　　卫星导航终端中采用的导航基带及射频芯片，是技术含量及附加值最高的环节，直接影响到整个产业的发展。在导航基带中，一般通过导航专用ASIC硬件电路结合应用处理器的方案来实现。此前的应用处理器多选用国外公司ARM处理器芯片核，需向国外支付IP核使用许可费用的同时，技术还受制于人，无法彻底解决产业安全及保密安全问题。

　　而通过设立重大专项应用推广与产业化项目等方式，北斗多模导航基带及射频芯片国产化现已实现，中国人自己的应用处理器也在北斗多模导航芯片中得到规模应用。

　　目前的BD/GPS多模基带芯片解决方案中，卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器打造出了一颗真正意义的“中国芯”。该应用处理器为国内完全自主开发的CPU/DSP核，包括指令集、编译器等软件工具链以及所有关键技术，均拥有100%的中国自主知识产权。其拥有国际领先水平的多线程处理器架构，可共享很多硬件资源，并在提供相当多核处理器处理能力的同时，节省芯片成本。

　　而基于该国产处理器卫星导航芯片方案的模块，是目前全球体积最小的BD/GPS双模模块，具有定位精度高、启动时间快及功耗低等特点。

频道之争

　　中欧这场卫星定位系统频道之争，源于欧盟于2002年起决定以伽利略定位系统（Galileo Positioning System），来打破美国的全球定位系统（GPS）在民用导航领域的垄断局面，并于来年邀请中国加入伽利略计划，让中国成为第一个非欧盟的参与国。 根据中欧双方合作协议，中方承诺投入2.3亿欧元的巨额资金。但进入2005年，据中通社报道，德国总理默克尔及法国总统萨科奇等亲美政治人物上台，美国同意在技术上支持伽利略的开发，继之欧盟排挤中国，投入巨额资金，中国进不到伽利略计划的决策机构，在技术合作开发上也被欧洲航天局故意设置阻挡。

　　中国遂开始把注意力转移到沉寂数年的北斗卫星导航定位系统上。中国于2006年11月对外宣布，将开发自己的全球卫星导航和定位系统，到2007年底，覆盖全球的北斗二号系统计划浮出水面。但欧盟却直至2008年，伽利略系统的第二颗实验卫星才升空，比最初计划推迟整整五年。

　　此外，北斗卫星导航定位系统技术上比伽利略更先进，定位精度甚至达到0.5公尺级。但由于北斗卫星导航定位系统的频道与伽利略计划重叠，引发欧盟官员抗议。按照国际电信联盟通用的程序，中国已经向该组织通报了准备使用的卫星发射频率，这一频率正好是伽利略系统准备用于公共管理服务的频率。中国航空技术专家指出，按照“先用先赢”的国际法原则，中国和欧盟成了此频率的竞争者。

　　中国将在2009年发射三颗北斗二代卫星，正式启用该频率。而欧盟连预定的三颗实验卫星都没射齐，注定在竞赛中败下阵来，从而失去对频率的所有权。