卫星定位发展史：为何我们需要自己的导航系统？

　　浩瀚宇宙之中，你可曾想过，我们在哪儿?

　　我们在地球上，那地球又在哪儿?

　　我们脚下的方寸之地，又在地球上的哪儿?

　　从古至今，学者都在思考这样一个问题：我们在哪儿?

　　第5颗新一代北斗导航卫星升空

　　一、卫星定位发展史

　　1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造卫星，从此人类跨入了空间科学技术迅速发展的崭新年代，以卫星进行定位和导航的研究引起了各国军事部门重视。

　　最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。由于该系统卫星数目较小(5-6颗)，运行高度较低(平均1000千米)，从地面站观测到卫星的时间间隔较长(平均1.5小时)，因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求。1973年美国国防部制定了GPS计划。

　　前苏联在1976年启动GLONASS项目。欧盟为摆脱欧洲对GPS的依赖，于1999年公布伽利略卫星导航系统计划。现有的全球卫星导航定位系统有美国的GPS卫星导航定位系统、俄罗斯的GLONASS卫星导航定位系统、欧洲的伽利略卫星导航定位系统。

　　美国的GPS卫星导航定位系统

　　28颗卫星(其中4颗备用)早已升空，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，距离地面约20000千米。已经实现单机导航精度约为10米，综合定位的话，精度可达厘米级和毫米级。但民用领域开放的精度约为10米。

　　俄罗斯的GLONASS卫星导航定位系统

　　GLONASS的工作卫星有21颗，分布在3个轨道面上，同时另外有三颗备份星。这三个轨道平面两两相隔120度，同平面内的卫星之间相隔45度，轨道周期为11小时15分钟。每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。单点定位精度水平方向为26米，垂直方向为45米。

　　欧洲的伽利略卫星导航定位系统

　　系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星，位于3个倾角为56度的轨道平面内。定位精度可达米级。

　　此外，如中国、印度、日本等国，还有区域导航系统。有的是独立的导航系统，有的是为提供GPS的增强服务，在这里就不展开讲了。

　　二、为何要开发自己的卫星定位系统

　　在上述导航系统中，以美国的GPS发展最为成熟，应用最为广泛。其应用不仅局限在军事领域，还发展到了精密授时、汽车导航、大气观测、地理勘测、海洋救援、载人航天器防护探测等各个领域。已经进入了人们的日常生活，成为了国民经济建设的重要支撑技术。真的不敢想象，一旦离开了GPS我们的生活将会陷入怎样的混乱之中。

　　我们再回到GPS本身。

　　GPS最初为美国军方专用。海湾战争之后，开放民用。有粗码(C/A码)和精码(P码)两种信号，粗码作为民用，不限制用户数量;精码的定位精度高于粗码，主要用于本国或盟国的军方使用。由于GPS的定位精度优于预期效果，美国政府出于自身安全的考虑，于1991年实施了SA政策来降低民用GPS的定位精度，即大约100米。但在2000年，SA政策被取消，民用定位精度恢复为10米。

　　说到这儿大家是不是明白了，GPS信号无处不在，遍布地球上的任何角落。但是GPS信号的有无、好坏是控制在别人的手中的，我们做不了主。我们使用不了定位精度更高的P码接收机，更有甚者，连开放、无用户数限制的民用码说不定也会在某个区域上空消失掉。那大伙有没有想过，哪天这个信号消失了，我们该怎么办呢?我们需要自己的卫星导航系统，能够替代GPS的卫星导航系统。因为这不仅担负着国家对领土安全、经济安全和公共安全的保障，是国家综合实力的体现，而且在和平年代发挥着经济建设和服务大众日常生活的重要作用。

　　三、北斗卫星导航系统

　　北斗卫星导航系统是我国自主研发卫星导航系统。先有一个试验系统，然后是区域系统，最后是一个全球系统。

　　2000年以来，中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统(第一代系统)。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能，并已在科学、渔业、救灾以及国防领域做出了贡献。

　　北斗卫星导航系统计划空间段有35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75度、80度、110.5度、140度、160度，中地球轨道卫星运行在3个轨道面上，轨道面之间为相隔120度均匀分布。

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