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简要分析:世界第四代卫星导航定位系统卫星定位全球有几家

发布时间:2024-07-03浏览:2

2020年7月31日,我国北斗三号卫星导航定位系统正式开通。自1994年开始研发以来,2000年完成北斗一号系统建设,2012年完成北斗二号系统建设,如今北斗三号已全面建成开通,我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航定位系统的国家,终于不用再遭受雪域银河的屈辱了。

对于普通用户来说,使用最多的卫星导航定位系统就是手机里的导航地图了。当我们启动百度、腾讯、高德等手机地图导航软件时,手机已经在后台自动调用北斗导航卫星、GPS导航卫星、俄罗斯的格洛纳斯导航卫星、欧盟的伽利略导航卫星,甚至日本的导航卫星。目前市面上的智能手机都支持同时接收多个导航卫星信号,而不仅仅是GPS。不知道大家有没有注意到,以前手机上的定位服务叫GPS,现在叫位置信息服务,这也是北斗系统不断发展的结果。

卫星导航定位系统广泛应用于防灾减灾、测绘、电力电信、城市管理、工程建设、机械控制、交通运输、农林渔牧、考古、生活、物联网、位置服务等领域。目前,全球共有四大卫星导航定位系统,其中美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、中国北斗已完成全面组网,唯有欧盟伽利略系统仍在苦苦前行。

北斗

20世纪80年代起,中国开始探索适合国情的卫星导航定位系统发展道路,逐步形成了“三步走”的发展战略:

第一步,建设北斗一号系统。1994年,启动北斗一号系统工程建设;2000年,发射两颗静止轨道卫星,系统建成投入使用,采用有源定位体制,为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务;2003年,发射第三颗静止轨道卫星,系统性能进一步增强。

第二步,建设北斗二号系统。2004年,北斗二号系统建设启动;截至2012年底,共发射14颗卫星并实现组网。北斗二号系统兼容北斗一号系统的技术体制,并增加无源定位系统,为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。

第三步,建设北斗三号系统。2009年,北斗三号系统建设启动。截至2018年底,共发射19颗卫星并实现组网,基本完成系统建设,向全球提供服务。2020年6月23日,最后一颗北斗三号全球组网卫星(第55颗导航卫星)在西​​昌卫星发射中心利用长征三号乙运载火箭成功发射。至此,北斗三号全球卫星导航定位系统星座部署提前半年全面完成。

2020年7月31日上午10时30分,北斗三号全球卫星导航定位系统建成开通仪式在人民大会堂举行。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平宣布北斗三号全球卫星导航定位系统正式开通。

全球定位系统

美国从1973年开始研制GPS,从1978年发射第一颗GPS卫星,到1994年完成21颗工作卫星和3颗备用卫星的配置,1995年4月美国国防部正式宣布GPS具备全面工作能力。GPS单机导航精度为10米左右,综合定位精度可达厘米、毫米级,但对民用领域开放的精度为10米左右。在北约轰炸南斯拉夫和海湾战争中,美军首次向世人展示了精确制导武器所表现出来的超级打击能力,震惊了世界。

格洛纳斯

格洛纳斯系统(GLONASS)是苏联于1976年启动的全球卫星导航项目,历经20多年曲折,虽然经历了苏联解体、俄罗斯经济衰退等时期,但系统研制和卫星发射从未间断。

1993年,俄罗斯开始独立建设自己的全球卫星导航系统,并于1996年1月18日最终实现24颗工作卫星全星座在太空正常播发导航信号,标志着该系统迈出重要里程碑。

和美国GPS一样,格洛纳斯系统由21颗工作卫星和3颗备份卫星组成。该系统的主要服务包括确定陆地、海上和空中目标的坐标和运动速度信息。格洛纳斯系统于2011年1月1日在全球正式启动。

伽利略

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伽利略卫星导航定位系统是欧盟研制的全球卫星导航定位系统。该计划于1999年启动,由30颗卫星组成,其中工作卫星27颗,备用卫星3颗。截至2016年,已发射18颗工作卫星,计划2020年发射全部30颗卫星(调整为24颗工作卫星,6颗备用卫星)。2019年7月14日,伽利略系统发生技术故障,导致部分导航服务中断。2019年8月18日才恢复正常,着实让欧洲人捏了一把汗。

伽利略卫星导航定位系统的意义在于,欧盟从此将拥有自己的全球卫星导航定位系统,有利于打破美国GPS导航定位系统的垄断,从而在全球高科技竞争中占据有利地位,为未来构建独立的欧洲防务创造条件。

伽利略与中国

2003年,欧洲人主动邀请中国加入伽利略全球卫星导航定位系统,中国欣然接受。2004年,中欧正式签署技术合作协议,中国承诺投入2.3亿欧元的巨额资金。2005年,伽利略首颗中轨道实验卫星发射,欧盟开始排斥中国。中国在投入巨额资金(中国当时实际投入7000万欧元)后,并未得到相应待遇,不仅没有进入伽利略项目的决策机构,甚至在技术合作开发中被刻意设置隔阂,中国十分不满,决定自主研发。

北斗系统自2007年第四颗北斗一号导航卫星发射开始启动,2007年底,中国成功发射了第一颗中轨道导航定位系统,标志着北斗系统在技术和规划上取得重大突破。直到2008年,伽利略系统的第二颗试验卫星才发射,距离上一次发射已过去了近四年时间,比原计划晚了整整五年。北斗二号的出现,不仅大大降低了欧洲伽利略系统与美国GPS竞争的欲望,也稀释了伽利略未来的市场前景。北斗二号在技术上比伽利略更先进,定位精度甚至达到0.5米,让欧洲人震惊不已。

按照国际电信联盟的一般程序,中国已经向该组织通报了拟使用的卫星发射频率,而这个频率恰好是欧洲伽利略系统拟用于公共管理服务的频率。信道是稀缺资源,抢占先机的美俄掌握着最好的频率可供使用,中国盯上的频率被认为是继美俄之后的第二佳频率。按照国际法先到先得的原则,中国​​和欧盟已成为这一频率的竞争对手。然而,中国在2009年就发射了三颗北斗二号卫星,正式将这一频率投入使用,而欧盟连预定的三颗实验卫星都没有发射,注定会输掉这场争夺,失去频率的所有权。

其他导航定位系统

日本

准天顶卫星系统(QZSS)是以GPS为基础,以4颗卫星作为补充及相关增强工作的区域导航定位系统。日方称,这4颗卫星可帮助日本实现厘米级的定位精度,若用于制导,将对日本的精确打击能力产生巨大提升。

日本的第二步计划中,将形成由七颗卫星组成的准天顶卫星系统,所谓“七星”系统将是一个独立的新型导航定位系统,借助这个系统,对日本本土进行精确定位将不成问题,甚至可以延伸到亚洲部分地区。

可以看出,日本发展自主导航定位系统其实是走了弯路,准备先做大量的技术储备,为未来建立自主的卫星导航定位系统做准备,以达到完善产业链的目的。

印度

印度也发展了类似准天顶的系统,完全依赖GPS。所以在印巴冲突的时候,美国为了对双方表示公平,关闭了印度和巴基斯坦的GPS信号,这样印度的系统就完全失灵了。所以印度决定不跟美国玩了,现在有了自己的独立卫星导航系统(IRNSS/NAVIC)。

按照印度空间研究组织的设计,IRNSS的组网将分为两步走:第一步是在2013年至2015年期间发射7颗国产地球同步轨道导航卫星,实现对印度及周边约1500公里范围内的全天候昼夜覆盖;第二步是从区域卫星导航系统迈向印度版全球卫星定位系统,随后再发射10颗左右的导航卫星,最终形成印度版全球卫星定位系统。

由于技术准备不足等多种原因,印度推迟至2013年7月才发射首颗卫星,并于2016年部署全部7颗导航卫星并投入运行。IRNSS系统设计覆盖东经40°至140°、北纬40°至40°范围,包括印度次大陆和印度洋,可为印度全境及周边2000公里区域提供全天候单频和双频导航信号,误差不超过20米。

中国北斗三号卫星导航定位系统正式开通,成为全球最大的卫星导航定位系统之一,中国人为此感到自豪。然而,早于中国建设的欧洲伽利略卫星导航定位系统至今还只是局部导航定位系统。欧盟无法让所有人都满意,成员国之间分歧不断,导致研发计划不断推迟,并对中国设限,最终给自己带来了灾难。

卫星导航系统不仅需要强大的经济实力,还需要强大的科技支撑,就连技术水平高、财大气粗的欧盟,在伽利略计划中也举步维艰,而日本、印度的卫星导航系统究竟能有怎样的表现,只有时间才能告诉我们答案。

中国北斗卫星导航定位系统的建成意义重大,我们的各种车辆、飞机、舰船,特别是我们的军事装备等高科技武器,现在都有了自己独立的导航定位信号,不仅准确,而且稳定,再也不用担心信号被切断了。

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