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　　當(dāng)代導(dǎo)航老大GPS 　　GPS是美國國防部開發(fā)的星基全球無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，它可為全球范圍內(nèi)的飛機(jī)、艦船、地面部隊(duì)、車輛、低軌道航天器，提供全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置、三維速度以及時(shí)間數(shù)據(jù)。其主要任務(wù)是使海上艦船、空中飛機(jī)、地面用戶及目標(biāo)、近地空間飛行的導(dǎo)彈以及衛(wèi)星和飛船，實(shí)現(xiàn)各種天氣條件下連續(xù)實(shí)時(shí)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(wèi)星授時(shí)等。 　　第1顆GPS衛(wèi)星于1978年10月6日發(fā)射， 1994年3月完成24顆衛(wèi)星組網(wǎng)，1995年4月27日達(dá)到完全運(yùn)行能力。GPS衛(wèi)星已發(fā)展了2代4種型號，耗資300億美元。現(xiàn)在軌道運(yùn)行的為第2代的兩種型號——GPS-2A和2R，衛(wèi)星壽命約7.5年。 　　GPS由空間系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)三大部分組成。其空間系統(tǒng)由24顆工作衛(wèi)星和3顆備份衛(wèi)星組成，分布在20200千米高的6個(gè)傾角為 55°的軌道平面上，運(yùn)行周期12小時(shí)。地球上任何地方任一時(shí)刻都能同時(shí)觀測到4顆以上的衛(wèi)星。地面控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)衛(wèi)星的測軌和運(yùn)行控制。用戶系統(tǒng)為各種用途的GPS接收機(jī)，根據(jù)用途它可分為測地型、全站型、定時(shí)型、普通型和集成型；根據(jù)攜帶者又可分為車載式、船載式、機(jī)載式、星載式、彈載式和手持式。 GPS接收機(jī)可裝載于各種飛行器(包括導(dǎo)彈、炸彈)、艦船、車輛或者個(gè)人手持，還可以集成于計(jì)算機(jī)、測繪儀、照相機(jī)等儀器設(shè)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(dǎo)航衛(wèi)星星座的組網(wǎng)工作。它也由24顆衛(wèi)星組成，原理和方案都與GPS類似，不過，其 24顆衛(wèi)星分布在3個(gè)軌道平面上，這3個(gè)軌道平面兩兩相隔120°，同平面內(nèi)的衛(wèi)星之間相隔45°。每顆衛(wèi)星都在19100千米高、64.8°傾角的軌道上運(yùn)行，軌道周期為11小時(shí)15分鐘。地面控制部分全部都在俄羅斯領(lǐng)土境內(nèi)。俄羅斯自稱，多功能的GLONASS系統(tǒng)定位精度可達(dá)1米，速度誤差僅為15 厘米/秒。如果必要，該系統(tǒng)還可用來為精確打擊武器制導(dǎo)。 　　GLONASS一開始就沒有加SA干擾，所以其民用精度優(yōu)于加SA的GPS。不過，其應(yīng)用普及情況則遠(yuǎn)不及GPS，這主要是俄羅斯沒有開發(fā)民用市場。另外，GLONASS衛(wèi)星平均在軌道上的壽命較短，且由于經(jīng)濟(jì)困難無力補(bǔ)網(wǎng)，在軌可用衛(wèi)星少，不能獨(dú)立組網(wǎng)。 　　2003年的伊拉克戰(zhàn)爭對俄羅斯產(chǎn)生了相當(dāng)大的震動，迫使俄羅斯領(lǐng)導(dǎo)層再次對太空的軍事用途重視起來。近日，俄羅斯空間系統(tǒng)科學(xué)研究所所長孟什可夫?qū)τ浾哒f，3年前GLONASS經(jīng)歷了最糟糕的時(shí)期，當(dāng)時(shí)只有8~10顆衛(wèi)星在工作，而要該系統(tǒng)發(fā)揮完全的作用，需要有24顆衛(wèi)星。現(xiàn)在只有11顆衛(wèi)星處于工作狀態(tài)，但是要使該系統(tǒng)具有軍用價(jià)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(jīng)費(fèi)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(nèi)的國家和組織進(jìn)行商談來共同恢復(fù)GLONASS。希望到2011年該系統(tǒng)將完全恢復(fù)。 　　專家認(rèn)為，當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)的衛(wèi)星達(dá)到18顆時(shí)，GLONASS便可發(fā)揮導(dǎo)航定位功能；當(dāng)衛(wèi)星總數(shù)達(dá)24顆時(shí)，其導(dǎo)航范圍可覆蓋整個(gè)地球表面和近地空間。屆時(shí)，GLONASS系統(tǒng)的用戶便可不間斷地獲得地面、水面、天空、近地空間內(nèi)相關(guān)物體的準(zhǔn)確坐標(biāo)信息。按照計(jì)劃，俄將于2006年之前將該系統(tǒng)的 24顆衛(wèi)星全部部署完畢。 　　GLONASS衛(wèi)星星座目前基本上處于降效運(yùn)行狀態(tài)。俄羅斯正在著手GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)代化的改進(jìn)工作。新型GLONASS-M衛(wèi)星除了將設(shè)計(jì)壽命從現(xiàn)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(wèi)星的工作壽命將在10年以上，俄擬在2005年開始設(shè)計(jì)名為 GLONASS-K的第3代GLONASS衛(wèi)星。 　　即將雄起的“伽利略”衛(wèi)星 　　2002年3月26日，歐盟運(yùn)輸部長們一致同意正式批準(zhǔn)研制“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星的計(jì)劃。此舉在全世界產(chǎn)生巨大反響，因?yàn)樗鼧?biāo)志著歐洲將擁有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并將結(jié)束美國GPS在世界獨(dú)占鰲頭的局面，并能軍民兩用。“伽利略”系統(tǒng)將建造大約30顆衛(wèi)星，這30顆衛(wèi)星將運(yùn)行在3個(gè)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(wù)、生產(chǎn)安全服務(wù)、商業(yè)服務(wù)和公共事業(yè)服務(wù)。公開服務(wù)是為全球用戶免費(fèi)提供位置和時(shí)間信息，性能與GPS相當(dāng)；生產(chǎn)安全服務(wù)的性能更高，適用于全球各種運(yùn)輸業(yè)；商業(yè)服務(wù)是在公開信號上加密；受控的公共事業(yè)服務(wù)采用了專用頻率，有很高的連續(xù)服務(wù)性，并加密，入網(wǎng)受歐盟及其成員國政府管制，可用于警察、應(yīng)急服務(wù)等。 　　由于“伽利略”的定位精度可達(dá)到厘米級，因此通過“伽利略”系統(tǒng)，汽車和火車可以在沒有司機(jī)的情況下自動行駛；飛機(jī)能在任何機(jī)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(yè)務(wù)服務(wù)，故能用于救生行動，如接收到失事飛機(jī)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(shí)對GPS也提出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。對此，美國驚恐萬分，并一直橫加阻撓。 　　“伽利略”計(jì)劃定于2008年完成，但由于各國利益差異，歐洲各國費(fèi)用分?jǐn)傠y求平衡，該計(jì)劃的實(shí)施曾一度非常不順利。專家們指出，“伽利略”計(jì)劃必須搶在2005年前實(shí)現(xiàn)發(fā)射第1顆衛(wèi)星的目標(biāo)，否則國際電信聯(lián)盟有可能收回已經(jīng)分配給該項(xiàng)目的無線電通信頻率。 　　“伽利略”計(jì)劃投資規(guī)模巨大，總預(yù)算約為36億歐元，其中啟動經(jīng)費(fèi)為11億歐元，歐空局和歐盟各承擔(dān)一半，而歐盟承擔(dān)的約5.5億歐元需由各成員國來分?jǐn)偂Ｓ捎诟鲊�承包工程合同的比例與各國分?jǐn)傎M(fèi)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(jù)估計(jì)，“伽利略”計(jì)劃能創(chuàng)造14萬個(gè)就業(yè)機(jī)會，每年產(chǎn)生90億歐元的經(jīng)濟(jì)效益，僅出售航空和航海終端設(shè)備一項(xiàng)，在2008年至2020年間就可收入150億歐元。該計(jì)劃還可以用于國防和軍事目的，從而為歐洲建立共同防務(wù)體系提供必要的技術(shù)支持，使歐洲不再依賴于美國的GPS。此外，該計(jì)劃還可以極大地提高歐洲各國的科技研發(fā)水平。因此，無論是對經(jīng)濟(jì)、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(yīng)用，但也絕非完美無缺。例如，其規(guī)模太大、造價(jià)太高，其他國家很難效仿；GPS只能導(dǎo)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(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是一種全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域性導(dǎo)航系統(tǒng)。它通過雙星定位方式來工作。該系統(tǒng)由2顆經(jīng)度上相距60度的地球靜止衛(wèi)星對用戶雙向測距，由1個(gè)配有電子高程圖的地面中心站定位，另有幾十個(gè)分布于全國的參考標(biāo)校站和大量用戶機(jī)。它的定位原理是：以2顆衛(wèi)星的已知坐標(biāo)為圓心，各以測定的本星至用戶機(jī)距離為半徑，形成2個(gè)球面，用戶機(jī)必然位于這2個(gè)球面交線的圓弧上。電子高程圖提供的是一個(gè)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(diǎn)即可獲得用戶位置。 　　這種系統(tǒng)主要為交通運(yùn)輸、海上作業(yè)、物流管理等領(lǐng)域提供導(dǎo)航服務(wù)。雖在建成時(shí)間上晚于美俄兩國，但具有適合中國國情的特點(diǎn)，如周期短、投資少、具備特色功能等。 　　它是世界上第一個(gè)區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。與全球性的系統(tǒng)相比，它能夠在很快的時(shí)間內(nèi)建成，用較少的經(jīng)費(fèi)建成并集中服務(wù)于核心區(qū)域，是十分符合我國國情的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 　　其次，它的功能有所增加，每一個(gè)點(diǎn)除定位外可與中心點(diǎn)進(jìn)行授時(shí)、通信聯(lián)絡(luò)，彌補(bǔ)了國外無源系統(tǒng)在此方面的缺陷。 　　據(jù)一位導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用專家預(yù)測，到2008年“北斗”導(dǎo)航定位系統(tǒng)將會有30萬個(gè)用戶，直接產(chǎn)值將達(dá)到35億元人民幣，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)帶動將是其直接產(chǎn)值的10倍以上。其盈利點(diǎn)主要包括“北斗”終端用戶機(jī)的銷售，各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，“北斗”運(yùn)營服務(wù)費(fèi)的收取等。其功能為：監(jiān)控救援、信息采集、精確授時(shí)和導(dǎo)航通訊。具體可廣泛應(yīng)用于船舶運(yùn)輸、公路交通、鐵路運(yùn)輸、海上作業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、水文測報(bào)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測等眾多行業(yè)。目前主要應(yīng)用范圍：西部和跨省區(qū)運(yùn)營車輛、沿海和內(nèi)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(wèi)、邊防巡邏、海岸緝私和交通管理。

回答者：sseeeixj362016-04-29 00:00