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超高精度定位技术简介（下）
目前，全球主要国家和区域都在不断地发展和完善自己的卫星导航系统，如美国的全球定位系统GPS，俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统GLONASS，欧盟的伽利略卫星导航系统Galileo等。本文主要对全球主要国家和区域卫星导航系统在定位精度、多样化服务与系统特征三方面进行比较与分析，探讨国内外卫星导航系统发展的趋势。
定位精度对比。美国GPS系统在民用领域可以做到10米以内的定位精度，在自用领域的导航精度达到了0.1米，其导航误差基本可以忽略；俄罗斯GLONASS系统在民用领域与美国GPS差距不大，但军用方面仅能提供最高1.2米的导航精度，仅相当于第二代美国GPS的水平；相对于美国GPS、俄罗斯GLONASS等系统，北斗系统空间信号精度相当，定位、测速和授时能力都非常优异[1]。
多样化服务对比。北斗全球系统可向用户全面提供定位导航授时、短报文通信、国际搜救、精密单点定位和星基增强等多种服务；美国GPS的第三代卫星，播发可与其他GNSS互操作的第4个民用信号，提供更高的精度与原子钟服务；俄罗斯GLONASS将提供基本开放、高可靠和精度、基于载波相位测量与参考站的导航、高精度精密单点定位（PPP）4类民用服务，同时，GLONASS建有GNSS监测与性能评估系统，独立监测系统性能，并评估用户层性能；欧盟Galileo系统将具备4种新服务，包括公开服务导航信息认证、高精度、商业认证、紧急告警（与日、印合作）服务[2]。
导航特征对比。美国GPS、中国的北斗卫星导航系统、欧盟的伽利略卫星导航系统、俄罗斯全球导航卫星系统的特征对比详见表1。
表 1 四大全球导航系统特征
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系统 |
北斗系统 |
美国GPS |
GLONASS |
Galileo系统 |
|
所属国家 |
中国 |
美国 |
俄罗斯 |
欧盟 |
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启动研制时间 |
20世纪90年代 |
20世纪70年代 |
20世纪70年代 |
20世纪90年代 |
|
星座设计数量/颗 |
30 |
24 |
24 |
30 |
|
轨道构型 |
地球同步静止轨道（GEO）倾斜地球同步轨道（IGSO） |
6个中圆地球轨道（MEO）平面 |
3个中圆地球轨道（MEO）平面 |
3个中圆地球轨道（MEO）平面 |
|
首次发射时间 |
2000年 |
1978年 |
1982年 |
2005年 |
|
在轨卫星数量/颗 |
46 |
34 |
27 |
26 |
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运营情况 |
2000年开始提供区域主动定位服务，2020年提供卫星定位及导航服务 |
1994年24颗GPS卫星星座布设完成，此后就是根据计划更换失效卫星 |
2007年开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务，2009年服务范围拓至全球 |
截至2019年底，“伽利略”在轨卫星数量25颗，其中22颗提供导航服务。 |
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定位精度/m |
10（全球） 5（亚太地区） |
10 |
10 |
3 |
|
测速精度/（m/s） |
0.2（全球） 0.1（亚太地区） |
02 |
0.2 |
0.2 |
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授时精度/ns |
20（全球） 10（亚太地区） |
20 |
20 |
10 |
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综合表现 |
具有短报文功能、精密单点定位、星基增强、服务可用性优于95% |
实时导航、抗干扰能力强、功能及应用广泛、覆盖率高 |
隐蔽性好、抗干扰能力强、寿命略短 |
定位精度高于其他系统 |
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造价 |
250亿美元 |
300亿美元 |
144亿美元 |
100亿欧元 |
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军民用途 |
军民两用 |
军民两用 |
军民合用 |
民用 |
表格来源：辽宁省财政科学研究所《北斗卫星导航系统》
