世界上有哪些类似GPS的系统？

GLONASS系统

前苏联(现在的俄国)在世界上建立了一个类似美国的全球卫星导航系统，叫做GLONASS。GLONASS是全球导航卫星系统的缩写。它是前苏联在80年代初建造的卫星导航系统。也由卫星星座、地面测控站和用户设备三部分组成。它由强大的俄罗斯航天部门管理和控制。目前，欧洲已经精确建立了33个全球系统，称为伽利略，在2005年至2008年期间正在建设中。人们认为这三个系统应该相互兼容。换句话说，用户想要捕捉三个系统任意组合的信号，都可以实现定位。

虽然GLONASS工业已经建成，但由于俄国目前的经济状况，它仍然无法腾出财力来维持其全面运转。因此，GLONASS星座中只有11颗活跃卫星(其中6颗和7颗直到2003年3月才正常工作)，因此其影响很小。

注:A指GLONASS 88卫星，这是GLONASS的第一颗M星，自发射以来一直未能正常工作。

美国人分析，GLONASS在技术、经营、政策以及资源方面都有问题。GLONASS的资金来源尚不清楚。俄罗斯政府表示，GLONASS的财务责任应由俄罗斯航天署支付，并移交给国防控制系统局。俄罗斯政府也一直在寻找重建GLONASS体系的投资机构。

(1).星座和信号

GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成，均匀分布在三个近似圆形的轨道平面上，每个轨道平面上有8颗卫星，轨道高度为19100公里，运行周期为11小时15分钟，轨道倾角为64.8°。

与美国的GPS系统不同，GLONASS系统采用频分多址(FDMA)，根据载波频率来区分不同的卫星(GPS是码分多址(CDMA)，卫星是根据调制码来区分的)。每颗GLONASS卫星广播的两个载波的频率分别为l1 = 1，602+0.5625k (MHz)和L2=1，246+0.4375k(MHz)，其中k = 1 ~ 24为每颗卫星的频率数。所有GPS卫星的载波频率都是一样的，分别是L1=1575.42MHz，L2=1227.6MHz

在GLONASS卫星的载波上还调制了两种伪随机噪声码:S码和P码。俄国对GLONASS系统采取了军民两用、不加密的开放政策。

GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星送入轨道。卫星采用三轴稳定系统，总质量1400kg，设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星都使用精确的铯原子钟作为频率基准。第一颗GLONASS卫星于2002年6月65日发射。到目前为止，* * *已经发射了80多颗GLONASS卫星，上一次是2001 12 1，当时发射了三颗卫星。俄罗斯计划将该系统的广播频率改为GPS频率，并获得Merrockwell公司的技术支持。

GLONASS系统主要用于导航和定位。当然，就像GPS系统一样，它也可以广泛应用于各种级别和类型的测量应用、GIS应用和时频应用。

(2).GLONASS定位精度

GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m。为了进一步提高Glonass系统的定位能力，开拓广阔的民用市场，俄罗斯政府计划用4年时间将其更新为Glonass-M系统。内容包括:完善部分地面测控站设施；将卫星在轨寿命延长至8年；实现系统的高定位精度:位置精度提高到10 ~ 15m，计时精度提高到20 ~ 30 ns，速度精度为0.01m/s..

(3)3)之间的比较。GLONASS和全球定位系统

(4)GPS+GLONASS双系统导航定位有什么优势？

1)可见卫星数量翻倍:GLONASS卫星星座组网完成后，可用于导航定位的卫星总数将翻倍。地平线以上可见卫星数为纯GPS系统时，一般为7-11；GPS+GLONASS系统可以达到14-20。在山区或者城市，有时候由于障碍物，纯GPS可能不行，但是GPS+GLONASS可以。

2)提高生产效率:在测量应用中，GPS测量所需的观测时间取决于解载波相位模糊度所需的时间。观测时间越长或者可以观测的卫星越多，用于解载波相位模糊度的数据就越多，解的可靠性就越好。为了提高生产效率，常采用快速定位、实时动态测量(RTK)或后处理动态测量。然而，为了满足一定的精度要求，必须正确求解载波相位模糊度。可观测的卫星越多，求解载波相位模糊度所需的观测时间越短，因此GPS+GLONASS可以提高生产效率。

3)提高观测结果的可靠性:用卫星系统测量定位的观测结果的可靠性主要取决于定位计算使用的卫星数。因此，GPS+GLONASS将大大提高观测结果的可靠性。

4)提高观测结果的精度:观测卫星相对于台站的几何分布(DOP值)直接影响观测结果的精度。可以观测的卫星越多，观测卫星相对于台站的几何分布就可以大大改善，从而提高观测结果的精度。

欧洲的全球卫星导航系统(伽利略)

2.1.伽利略计划

伽利略系统是欧洲自主独立的全球多模卫星定位导航系统，提供高精度、高可靠性的定位服务，同时实现完全非军事的控制和管理。伽利略系统由欧空局和欧洲联盟发起，并得到了大量财政支持。它不仅可以使欧洲在交通管理和遥测设施建设上摆脱对美俄的依赖，还可以为欧洲的设备制造和应用服务带来巨大的经济效益，创造许多新的就业机会。

伽利略系统可以兼容美国的GPS和俄国的GLONASS。未来任何用户都可以采集各个系统的数据或各个系统数据的组合，以满足定位导航的要求。伽利略系统可以分发实时的米级定位精度信息，这是现有卫星导航系统所不具备的。同时，伽利略系统可以保证在很多特殊情况下提供服务，如果出现故障可以在几秒钟内通知用户。伽利略系统的应用特别适用于对安全性有特殊要求的场合，如运行中的火车、导航车、飞机降落等。

2.2.系统组成

伽利略系统由四部分组成:空间部分、地面部分、用户部分和环境部分。

空间分段

由30颗MEO卫星组成，分布在三个轨道上，每个轨道平面上有10颗卫星，正常运行9颗，备用运行1颗；轨道表面的倾斜度为56度。

地面部分

包括全球地面控制部分、全球地面任务部分、全球区域网、导航管理中心、地面支持设施和地面管理机构。

用户群

用户细分主要是用户接收机及其等价产品。伽利略系统将考虑与GPS和GLONASS导航信号组成复合卫星导航系统，因此用户接收机将是多用途和兼容的接收机。

环境科

环境部分通常包括电离层、对流层、多径效应和无线电干扰。

2.3.伽利略计划正在实施

2002年3月26日，欧盟15个国家的交通部长一致决定正式启动伽利略卫星导航定位系统计划。这标志着欧洲将在2008年拥有自己的卫星导航定位系统，并将结束美国全球定位系统(GPS)独霸全球的局面。

伽利略计划建造的总投资约为32.5亿欧元，其中启动定义阶段将花费1.1亿欧元，欧洲航天局和欧盟分别承担50%。另外21.5亿欧元是系统开发和全面部署的费用，包括发射30颗卫星。欧盟委员会希望私营企业能够承担至少三分之二的成本。欧盟有专家表示:“伽利略系统不仅卫星数量比GPS多，而且测定地面物体的精度可达1 cm，误差范围比GPS小得多，性能比GPS更安全、更精确、更可靠。通过建立这一系统，欧盟将极大地促进欧洲航天工业的发展。”

欧盟的“伽利略”计划酝酿已久。早在20世纪90年代，欧盟就一直在研究和论证该计划的可行性，来自欧盟成员国的65，438+000多家企业参与了这项工作。2000年6月，在世界无线电通信大会上，欧盟终于获得了实施伽利略所需的L波段频率资源，为伽利略的顺利实施创造了必要条件。2006年10月，欧洲航天局决定拨款5.5亿欧元用于伽利略计划的技术开发。2002年3月26日，欧盟在巴塞罗那峰会上再次表达了启动伽利略计划的决心。在这次会议上，交通部长们还决定从欧盟的可支配财政中拿出4.5亿欧元。

伽利略计划是欧洲的全球卫星导航定位系统项目，旨在建设独立于美国的GPS。欧洲航天局及其成员国法国是这一计划最积极的倡导者。这一计划完成后，欧洲不仅将拥有自己的卫星定位系统，为公路、铁路、空中和海上交通工具提供有保障的导航定位服务，还将获得工商业利益，为建立欧洲安全和防务体系赢得条件。欧盟负责交通和能源的高级官员帕拉齐·欧指出:“我们认为太空中多一个系统非常重要，因为这对美国人来说也是好消息。我们想让他们知道，一旦GPS系统遭到攻击，他们可以依靠欧盟的伽利略系统。”

2.4.伽利略和GPS有什么区别和优势？

据悉，“伽利略”卫星定位系统将由30颗轨道卫星组成，轨道高度为24000公里，倾角为56度，分布在三个轨道平面上，每个轨道平面上搭载9颗工作星和1颗在轨备份星。伽利略将为用户提供精确定位服务，误差不超过1米。

与GPS相比，“伽利略”有很大的差异和优势。比如伽利略系统，卫星数量多，轨道位置高，轨道面少；伽利略更多用于民用，可以为地面用户提供三种信号:免费信号、需要付费使用的加密信号、需要满足更高要求的加密信号。其精度依次提高，最高精度比GPS高10倍，甚至免费使用的信号精度达到6米。如果GPS只能找到街道，伽利略可以找到车库门。所以伽利略的用户可以根据自己的需求进行选择，定位精度优于GPS。其实伽利略和GPS最大的区别就是它的服务是有保障的，给用户一种踏实感。

欧洲卫星增强系统EGNOS

根据欧空局的计划，EGNOS的实施阶段从1998开始，其卫星实验床原型(ESTB)于2000年2月投入使用。EGNOS使用附加信息来增强GPS和GLONASS，以确保多式联运应用的准确性和完善性。它是欧洲实施的一种GNSS，是未来卫星导航系统服务发展的基础。EGNOS空间部分由安装在同步卫星Inmarsat III AOR-E和IOR以及欧空局Artimis卫星上的导航转发器组成。

中国的导航定位卫星

2000年，中国成功发射两颗导航定位卫星，命名为“北斗导航试验卫星”。根据卫星发射公报，中国将建立第一代导航定位系统，以满足全天候区域独立卫星导航系统的需求。其卫星导航和时钟信息可用于许多领域，如公路和铁路运输，以及海洋应用。

国际海事卫星组织

长期以来，Inmarsat一直希望实现包括GPS增强在内的涉及36颗卫星的计划，以服务于全球物流跟踪和管理，以及全球语音和数据通信。由于投资巨大，该计划需要20年才能实施。这种被称为GNSS的国际管理模式，希望建立一个将Inmarsat能力与GPS、GLONASS和伽利略相结合的网络。

日本全球导航卫星系统

日本开发了一个新的全球导航系统(MTSAT)和一个卫星扩增系统(MSAS)。他们希望当该系统推广到亚洲和其他地区时，可以提高飞行的安全性，节省大量的运输成本。在美国、MSAS和WAAS使用相同的GPS增强概念，可以在美国和日本之间提供无缝和精确的导航能力。

高通、罗克韦尔国际和美国移动卫星AMSC公司的服务利用位置信息分别为陆上舰队和海上舰队提供服务。高通的系统被称为OmniTracs和OmniExpress。前者提供双向通信、车辆自动定位、综合调度和后台集成能力，后者提供语音和双向数据通信能力以及GPS车辆定位服务。

私募基金的GPS增强服务

除了通常由政府控制的GPS系统之外，一些私人企业也在考虑建立私人GPS增强星座，包括Synchronetics、Hughe和波音等公司。Synchronetics提出建立一个区域定位系统，其中工作在六个位置的12同步卫星传输GPS L1和L2信号频率，并建立三个国际用户覆盖区域:北美、南美和中美洲、欧洲、非洲和中东以及亚太地区。

休斯空间和通信公司设计了14+1中轨道或同步卫星系统，提供GPS L1和L2的全球覆盖，以及导航、通信和GPS增强服务。波音公司在1998年致函FCC，计划制造、发射和运营由16颗中轨卫星组成的星座。同时提供地基服务、航空工业通信和GPS增强，利用GPS L1和2GHz频段提供通信、导航和空中交通调查服务。

其他导航方式

有一系列导航方法可用，包括罗兰-C、TACAN(战术空中导航)和微波着陆系统。这些地面系统无法提供DGPS精度，从长远来看，它们只能是备份应用。它们可以增强卫星导航系统，但不可替代。

结论

综上所述，我们可以得出以下结论:

(1).卫星导航系统是信息社会必须具备的国家基础设施之一，尤其是在中国这样一个幅员辽阔、资源丰富、人口众多、经济高速增长的发展中国家。

(2)没有一个单一的卫星导航系统能保证人们在任何时间和地点使用它。因此，在积极创造条件建立各自系统的同时，也要认真开展国际合作，以赢得多系统互动和* * *的主动权，这也是我们参与伽利略合作的动力之一；

(3)在设计现代卫星导航系统的过程中，要坚持与时俱进的指导原则，要有技术超前意识。因此，我们应该像伽利略计划一样，把环境段作为卫星导航系统的四大组成部分，与空间段、地面控制段和用户段进行比较，使新一代系统更精确、功能更多、效果更好，与伽利略合作从事更有特色、更有优势的工作；

(4)建立卫星导航系统的目的是应用，所以任何时候都要把应用服务放在首位，这就是通常强调的市场导向的本质。实际上，从伽利略定义阶段的文献分析，其地面控制部分分为三个方面:全局、区域和局部。其实后两个方面是为了应用服务，基础设施是为了更好的应用服务。实际上，这两个方面与用户段(设备)结合在一起，称为应用段，再分类为卫星导航系统的四个组成部分(空间段、环境段、地面控制段、应用段)，可能更科学实用。归根结底，应用就是服务。从GPS开始，就提到了两种服务:标准定位服务(SPS)和精确定位服务(PPS)，伽利略提供的服务更多，多达五种。其实伽利略的全称是“欧洲卫星导航服务”，可见其用心有多好。这里不得不说一遍:“服务在卫星导航系统中的应用只是其中之一。”