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　　當代導航老大GPS 　　GPS是美國國防部開發的星基全球無線電導航系統，它可為全球范圍內的飛機、艦船、地面部隊、車輛、低軌道航天器，提供全天候、連續、實時、高精度的三維位置、三維速度以及時間數據。其主要任務是使海上艦船、空中飛機、地面用戶及目標、近地空間飛行的導彈以及衛星和飛船，實現各種天氣條件下連續實時的高精度三維定位和速度測定，還用于大地測量和高精度衛星授時等。 　　第1顆GPS衛星于1978年10月6日發射， 1994年3月完成24顆衛星組網，1995年4月27日達到完全運行能力。GPS衛星已發展了2代4種型號，耗資300億美元。現在軌道運行的為第2代的兩種型號——GPS-2A和2R，衛星壽命約7.5年。 　　GPS由空間系統、地面控制系統和用戶系統三大部分組成。其空間系統由24顆工作衛星和3顆備份衛星組成，分布在20200千米高的6個傾角為 55°的軌道平面上，運行周期12小時。地球上任何地方任一時刻都能同時觀測到4顆以上的衛星。地面控制系統負責衛星的測軌和運行控制。用戶系統為各種用途的GPS接收機，根據用途它可分為測地型、全站型、定時型、普通型和集成型；根據攜帶者又可分為車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式和手持式。 GPS接收機可裝載于各種飛行器(包括導彈、炸彈)、艦船、車輛或者個人手持，還可以集成于計算機、測繪儀、照相機等儀器設備中。 　　大同小異的GLONASS 　　1995年俄羅斯耗資30多億美元，完成了GLONASS導航衛星星座的組網工作。它也由24顆衛星組成，原理和方案都與GPS類似，不過，其 24顆衛星分布在3個軌道平面上，這3個軌道平面兩兩相隔120°，同平面內的衛星之間相隔45°。每顆衛星都在19100千米高、64.8°傾角的軌道上運行，軌道周期為11小時15分鐘。地面控制部分全部都在俄羅斯領土境內。俄羅斯自稱，多功能的GLONASS系統定位精度可達1米，速度誤差僅為15 厘米/秒。如果必要，該系統還可用來為精確打擊武器制導。 　　GLONASS一開始就沒有加SA干擾，所以其民用精度優于加SA的GPS。不過，其應用普及情況則遠不及GPS，這主要是俄羅斯沒有開發民用市場。另外，GLONASS衛星平均在軌道上的壽命較短，且由于經濟困難無力補網，在軌可用衛星少，不能獨立組網。 　　2003年的伊拉克戰爭對俄羅斯產生了相當大的震動，迫使俄羅斯領導層再次對太空的軍事用途重視起來。近日，俄羅斯空間系統科學研究所所長孟什可夫對記者說，3年前GLONASS經歷了最糟糕的時期，當時只有8~10顆衛星在工作，而要該系統發揮完全的作用，需要有24顆衛星。現在只有11顆衛星處于工作狀態，但是要使該系統具有軍用價值，在軌道上至少要有18顆星。俄羅斯航天的老大難問題就是經費不足。為此，俄羅斯航宇局正試圖吸引外資。按航宇局局長科普捷夫的說法，正在和包括中國在內的國家和組織進行商談來共同恢復GLONASS。希望到2011年該系統將完全恢復。 　　專家認為，當這個系統的衛星達到18顆時，GLONASS便可發揮導航定位功能；當衛星總數達24顆時，其導航范圍可覆蓋整個地球表面和近地空間。屆時，GLONASS系統的用戶便可不間斷地獲得地面、水面、天空、近地空間內相關物體的準確坐標信息。按照計劃，俄將于2006年之前將該系統的 24顆衛星全部部署完畢。 　　GLONASS衛星星座目前基本上處于降效運行狀態。俄羅斯正在著手GLONASS系統現代化的改進工作。新型GLONASS-M衛星除了將設計壽命從現行的3年提高到7～8年以外，還將具有更好的訊號特性。第3代GLONASS-K衛星的工作壽命將在10年以上，俄擬在2005年開始設計名為 GLONASS-K的第3代GLONASS衛星。 　　即將雄起的“伽利略”衛星 　　2002年3月26日，歐盟運輸部長們一致同意正式批準研制“伽利略”導航衛星的計劃。此舉在全世界產生巨大反響，因為它標志著歐洲將擁有自己的衛星導航定位系統，并將結束美國GPS在世界獨占鰲頭的局面，并能軍民兩用。“伽利略”系統將建造大約30顆衛星，這30顆衛星將運行在3個高 23616千米、傾角為56度的圓形中地球軌道之上。 　　“伽利略”將能提供公開服務、生產安全服務、商業服務和公共事業服務。公開服務是為全球用戶免費提供位置和時間信息，性能與GPS相當；生產安全服務的性能更高，適用于全球各種運輸業；商業服務是在公開信號上加密；受控的公共事業服務采用了專用頻率，有很高的連續服務性，并加密，入網受歐盟及其成員國政府管制，可用于警察、應急服務等。 　　由于“伽利略”的定位精度可達到厘米級，因此通過“伽利略”系統，汽車和火車可以在沒有司機的情況下自動行駛；飛機能在任何機場降落；輪船即使在大霧中也可以安全航行；等等。有人稱，通過GPS只能找到街道，而利用“伽利略”則能找到車庫門。除了能提供精確的定位信號以外，它還可為移動電話業務服務，故能用于救生行動，如接收到失事飛機的求救信號后迅速通知附近的救援部門。這些都是GPS望塵莫及的，同時對GPS也提出了強有力的挑戰。對此，美國驚恐萬分，并一直橫加阻撓。 　　“伽利略”計劃定于2008年完成，但由于各國利益差異，歐洲各國費用分攤難求平衡，該計劃的實施曾一度非常不順利。專家們指出，“伽利略”計劃必須搶在2005年前實現發射第1顆衛星的目標，否則國際電信聯盟有可能收回已經分配給該項目的無線電通信頻率。 　　“伽利略”計劃投資規模巨大，總預算約為36億歐元，其中啟動經費為11億歐元，歐空局和歐盟各承擔一半，而歐盟承擔的約5.5億歐元需由各成員國來分攤。由于各國承包工程合同的比例與各國分攤費用比例一致，因此，各國普遍希望增加出資份額，以便為本國承攬更多的合同。 　　據估計，“伽利略”計劃能創造14萬個就業機會，每年產生90億歐元的經濟效益，僅出售航空和航海終端設備一項，在2008年至2020年間就可收入150億歐元。該計劃還可以用于國防和軍事目的，從而為歐洲建立共同防務體系提供必要的技術支持，使歐洲不再依賴于美國的GPS。此外，該計劃還可以極大地提高歐洲各國的科技研發水平。因此，無論是對經濟、科研和國防來說，“伽利略”都具有難以估量的意義。 　　別開生面的“北斗” 　　雖然GPS已廣泛應用，但也絕非完美無缺。例如，其規模太大、造價太高，其他國家很難效仿；GPS只能導航，無法通信，因而不能滿足日益增長的用戶需求；如果僅依賴GPS，則容易受美國控制。那么，有沒有解決這些問題的新方法呢？中國的“北斗”開辟了一條新途徑。 　　“北斗”導航衛星系統是一種全天候、全天時提供衛星導航信息的區域性導航系統。它通過雙星定位方式來工作。該系統由2顆經度上相距60度的地球靜止衛星對用戶雙向測距，由1個配有電子高程圖的地面中心站定位，另有幾十個分布于全國的參考標校站和大量用戶機。它的定位原理是：以2顆衛星的已知坐標為圓心，各以測定的本星至用戶機距離為半徑，形成2個球面，用戶機必然位于這2個球面交線的圓弧上。電子高程圖提供的是一個以地心為球心、以球心至地球表面高度為半徑的非均勻球面。求解圓弧線與地球表面交點即可獲得用戶位置。 　　這種系統主要為交通運輸、海上作業、物流管理等領域提供導航服務。雖在建成時間上晚于美俄兩國，但具有適合中國國情的特點，如周期短、投資少、具備特色功能等。 　　它是世界上第一個區域性衛星導航系統。與全球性的系統相比，它能夠在很快的時間內建成，用較少的經費建成并集中服務于核心區域，是十分符合我國國情的一個衛星導航系統。 　　其次，它的功能有所增加，每一個點除定位外可與中心點進行授時、通信聯絡，彌補了國外無源系統在此方面的缺陷。 　　據一位導航衛星應用專家預測，到2008年“北斗”導航定位系統將會有30萬個用戶，直接產值將達到35億元人民幣，相關產業的經濟帶動將是其直接產值的10倍以上。其盈利點主要包括“北斗”終端用戶機的銷售，各種各樣的應用系統建設，“北斗”運營服務費的收取等。其功能為：監控救援、信息采集、精確授時和導航通訊。具體可廣泛應用于船舶運輸、公路交通、鐵路運輸、海上作業、漁業生產、水文測報、森林防火、環境監測等眾多行業。目前主要應用范圍：西部和跨省區運營車輛、沿海和內河船舶，水利、氣象、石油、海洋和森林防火，通信、電力、鐵路和交通，公安保衛、邊防巡邏、海岸緝私和交通管理。

回答者：sseeeixj362016-04-29 00:00