四类:美国GPS;
俄罗斯GLONASS;
欧洲伽利略;
中国北斗导航系统(建设中)
具体如下:
1.GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。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,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006年期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。
2.伽利略全球卫星导航定位系统统(简称:伽利略计划)是欧洲的卫星无线电导航项目,它始于欧洲委员会的提案并由欧洲航太局合作开发,中国是后期进入。它有利于发展新一代交通、电讯、农业和渔业领域的通用服务。迄今为止,这种会带来高额利润的科技仅被美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统掌握,这两者都是由军事机构控制和资助的,而“伽利略”将是世界上第一个基于民用的系统。“伽利略计划”旨在与美国GPS系统竞争。整个系统包括30颗导航卫星及相关地面设施,总投资约34亿欧元,其中中国出资2亿欧元,其余由欧盟支付。2002至2005年是“伽利略”的发展阶段,预计系统将从2006年进入部署阶段,2008年开始投入商业运营。届时,美国在这一领域的垄断地位将被“伽利略”系统打破。“伽利略计划”确定方位的误差仅1米,而美国的系统达10米。为此,美国正研制新型号的GPS-M系统,性能与“伽利略”不相上下,但要到2012年才能投入运作。支撑伽利略计划正常运行的整个工作被划分为6大部分,分为6个项目合同分包。今年1月,欧洲航天局与工业界签订了“系统支持服务项目”、“卫星项目”和“卫星发射服务项目”的三个合同。剩下的“地面基础设施完成项目”和“地面控制中心完成项目”两个合同预计将于2011年签署。
3.GLONASS是GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)的字头缩写,是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统,也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。
GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成,均匀分布在3个近圆形的轨道平面上,每个轨道面8颗卫星,轨道高度19100公里,运行周期11小时15分,轨道倾角64.8°。
与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式,根据载波频率来区分不同卫星(GPS是码分多址(CDMA),根据调制码来区分卫星)。每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz),其中k=1~24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同,均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。
GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码:S码和P码。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。
GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为25m。
GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨,卫星采用三轴稳定体制,整量质量1400kg,设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。到目前为止,共发射了80余颗GLONASS卫星,最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。
为进一步提高Glonass系统的定位能力,开拓广大的民用市场,俄政府计划用4年时间将其更新为Glonass-M系统。内容有:改进一些地面测控站设施;延长卫星的在轨寿命到8年;实现系统高的定位精度:位置精度提高到10~15m,定时精度提高到20~30ns,速度精度达到0.01m/s。
另外,俄计划将系统发播频率改为GPS的频率,并得到美罗克威尔公司的技术支援。
GLONASS系统的主要用途是导航定位,当然与GPS系统一样,也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等。
起初,前苏联要用20年时间发射76颗GLONASS卫星。到1995年,俄罗斯只完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网,耗资30多亿美元,目前此卫星网由俄罗斯国防部控制。 GLONASS空间部分也由24颗卫星组成。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为25m。其应用普及情况远不及GPS。前一时期由于经济困难无力补网,原来在轨卫星陆续退役,目前在轨道上只有6颗星可用,不能独立组网,只能与GPS联合使用。
全球导航卫星系统是从1982年10月2日开始启动的。1993年9月拥有12颗卫星的这一系统正式运行。2005年该系统卫星集群的卫星从2004年的14颗增加到17颗。未来几年卫星集群将由使用寿命为7年的新一代“全球导航卫星系统-M”型卫星和使用寿命为10年的“全球导航卫星系统-K”型卫星扩充。
在联邦航天项目框架内,到2007年年底俄罗斯全球导航卫星系统计划将卫星集群的卫星数量增至18颗。
4.中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成,空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。中国北斗卫星导航系统建设遵循“先区域”再“全球”的“三步走”发展战略。从1994年北斗卫星定位试验系统开始建设,启动“第一步”发展战略,到2004年北斗卫星区域导航系统正式立项,再到2012年区域导航系统最终建设完成,实现“第二步”发展战略,自2000年以来的短短十余年时间,中国完成了16星的密集发射。根据“第三步”计划,到2020年,中国将建成由30余颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统,北斗导航系统建设完成后,中国也将成为继美国、俄罗斯之后又一个独立拥有导航系统的国家。 据中国卫星导航系统管理办公室介绍,北斗卫星导航系统自2011年12月27日正式宣布提供试运行服务以来,系统运行稳定,已逐步拓展到交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等应用领域,产生了显著的经济、社会效益。
已开始运行的卫星导航系统:
美国 :GPS(全球定位系统),目前唯一覆盖全球的系统。
俄罗斯:全球导航卫星系统(GLONASS),目前只覆盖俄罗斯境内。
中国 :北斗导航系统,目前只覆盖中国境内
正在建立的卫星导航系统:
欧盟 :伽利略定位系统
日本 :准天顶卫星系统(QZSS),服务只覆盖於东亚地区,预计由三机组成,但目前只发射了初号机导引号历史:http://wenku.baidu.com/view/07baff6748d7c1c708a145da.html
全球卫星定位系统目前有四种,分别是:
1、美国全球定位系统 GPS
全球定位系统(GPS)是目前全世界应用最为广泛也最为成熟的卫星导航定位系统。研发GPS系统始于1973年,其初衷为军事用途,1991年在海湾战争期间曾大展身手。GPS的用户只需购买GPS接收机就可以免费享受该服务。但GPS针对普通用户和美军方提供的是不同的服务。目前民用GPS信号的精度可达到10米左右,军用精度可达1米。
2、中国北斗导航 Compass
中国2000年开始建设北斗卫星导航试验系统。目前北斗卫星导航系统已经发射了10颗卫星,建成了基本系统。到2012年形成覆盖亚太大部分地区的服务能力,到2012年底,北斗卫星导航系统将提供正式运行服务。2020年左右,由大约30多颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统形成全球覆盖能力。目前北斗卫星的导航精度在平面地区为25米,已开始正式提供试运行服务。
3、欧盟伽利略系统 Galileo
伽利略卫星导航系统是欧盟和欧洲空间局正在建设中的项目,初衷是使欧盟在卫星导航问题上摆脱对美国和俄罗斯的依赖。伽利略系统的技术水平将高于GPS和俄罗斯格洛纳斯。比如,其精度可以达到一米级别。2003年5月,欧盟和欧洲空间局正式批准伽利略项目第一阶段,预计2012年开始运行,但目前这一日期已被推迟至2019年全部建成。
4、俄罗斯格洛纳斯 Glonass
俄罗斯从1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。原计划该系统于2007年年底之前运营,因资金问题,直到2011年,格洛纳斯导航系统才投入全面运行,但其在全球的民用和商业用户仍然少得可怜,主要原因是其用户端的设备发展一直严重滞后。