北斗卫星导航定位系统

１９７３年１２月，美国正式实施第二代导航卫星工程，从１９７８年起开始发射和建设命名为“导航星”的军用导航卫星系统，并于１９９３年整个系统部署完毕。该系统可满足陆海空军的高动态的飞机、导弹等的导航定位需要。美国“导航星”全球定位系统（ＧＰＳ），最初由６个轨道面上的１８颗卫星网组成，后来又修订为用２１颗主用、３颗备用卫星在６个不同平面的轨道上绕地运行。所以，在地球上的任何一点，都可同时看到这个系统的６～７颗卫星，用户通过这些信号能准确地确定自身所在的地理经纬度、高度和速度。ＧＰＳ可对飞机、舰船进行连续实时导航，定位精度比“子午仪”更高，水平距离和高度精度均为５米。探险队员和勘测队员只需背负１０００克重的便携式接收终端，就可确定自己所在经纬度和高度。这种新式导航定位系统能快速、连续地提供高精度三维位置、速度和时间的信息，实现近乎实时的导航，一次定位时间只要几秒到几十秒即可完成。这个系统还同时向民用开放，只是接收机性能参数有所区别，导航精度略差一点（平均为１５米）。

卫星导航系统从美国的子午仪、全球定位系统及其现代化，最后到第三代全球定位系统，不断地在演变，还在探索新一代的系统。除了卫星及其载荷性能改进外，地面运控系统也在做现代化改造，以提高定位精度和实时监控能力。俄罗斯的格洛纳斯系统在恢复之中，并在实施现代化计划。伽利略系统虽然在建设中，但欧洲已经在策划第二代伽利略系统。中国的北斗卫星导航系统，从有源双星定位的北斗一号试验系统，步入无源定位的北斗二号先区域、后全球的新的发展阶段。由于用户与市场的客观需求和国际竞争的需要，卫星导航系统的功能和性能在不断改进提高。以精度而言，全球定位系统从100余米提高到10米量级，导航卫星系统实现兼容与互用后可提高到1米左右。最值得指出的是，卫星导航系统的指标体系有了重大变化，以全球定位系统为例，原先指标参量主要为精度、可用性、连续性和完好性，第三代全球定位系统阶段除了高精度要求外，还有可确保的可用性、可控的完好性、抗干扰功率增强、导航担保、增强安全性、后向兼容、系统自生存性，以及民用信号从1个变成4个。伽利略系统的服务理念与全球定位系统相比有了进一步深化，其信号编码体制有明显创新，得到公认，并衍生多个应用品种。

卫星导航应用技术的进步是以接收机为核心的，20多年来，接收机技术、接收机芯片技术以摩尔定律在发展，在进步，性能成十上百倍地提高，重量成百上千倍地减轻，价格成千上万倍地降低，民用接收机技术大大地带动了军用技术的快速进步。同时，车辆导航仪、个人导航仪、手持机、定位手机、导航手机、行驶记录仪、监控终端等等应用终端以更加丰富多彩、功能强大而驰名，受到广大用户的青睐。此外，各种各样的应用与服务系统，如移动位置服务系统、车辆信息系统、实时智能交通信息系统、不停车收费系统、车队管理系统、物流运输系统，以及多种多样的专业应用系统，日新月异地进入市场和产业，形成明显的生产力，对于提高生产效率，提升服务 水平，改善生活质量，推动经济发展，发挥着积极作用。技术发展的重大倾向是卫星导航系统应用业已拓展到PNT或PNOT（Position、Navigation、Orientation、Timing，定位、导航、定向、定时）全领域，并且以它为中心逐步实现与通信、互联网、惯性导航传感器、时钟等等的融合与集成，将多种多样的信息来源与信息通道实现一体化整合，真正达到全球任何时间、任何地方（海陆空天与地下和水下）的PNT应用与服务，已经成为人们未来十年追求的目标。

卫星导航系统及其技术发展的动力来源正在发生着微妙的变化。全球定位系统建设初期主要动力来自军用需求，来自技术牵引，任务与目标相对集中，随着系统变成军民两用进程的发展，市场与产业的广泛需求越来越丰富，越来越多样化，应用与服务需求逐步上升为主要矛盾，成为矛盾的重要方面。这使得发展驱动力从主要来自使命牵引转变为主要来自需求推动，也就是更多地来自于产业、市场和用户的需求。所以，无论第三代全球定位系统和伽利略系统的设计建设，多将需求调研作为一个重要方面加以研究，从而实现系统指标体系的重大调整，使之更加切合实际，更加有用。这种转变是带有根本性意义的，是科技发展的方向性问题，会对产业发展产生深远影响。这种转变给我们新兴国家以机会，有更多的发展余地，有更多的市场开拓空间。这种转变也给我们提出了更高的要求，要紧跟用户需求，研发生产出更多更好切合实际应用的高效产品，实现双赢和多赢，让用户得到看得见摸得着的实实在在的好处，实现增值服务。