【正文】 伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃。 我們知道，目前世界上已有的兩大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在運(yùn)行：一是美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（ GPS），二是俄羅斯的“格魯納斯”（ GLONASS）。但是這兩個(gè)系統(tǒng)受到美、俄兩國(guó)軍方的嚴(yán)密控制，其信號(hào)的可靠性無(wú)法得到保證。長(zhǎng)期以來(lái)歐洲只能在美、俄的授權(quán)下從事接收機(jī)制造、導(dǎo)航服務(wù)等從屬性的工作?？扑魑謶?zhàn)爭(zhēng)時(shí)，歐洲完全依賴(lài)美國(guó)的全球定位系統(tǒng)。當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)出于軍事目的而停止運(yùn)作時(shí)，一些歐洲企業(yè)的許多事務(wù)被迫中斷。為了能在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域中占有一席之地，歐洲認(rèn)識(shí)到建立擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要性。同時(shí)在歐洲一體化的進(jìn)程中，建立歐洲自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將會(huì)全面加強(qiáng)歐盟諸成員國(guó)間的聯(lián)系和合作。在這種背景下，歐盟決定啟動(dòng)一個(gè)軍民兩用的與現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相兼容的全球衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃 ———“伽利略”（ GALILEO）計(jì)劃。 歐盟在 1999年 2月首次提出“伽利略”計(jì)劃。計(jì)劃分成四個(gè)階段：論證階段，時(shí)間為 2022年；系統(tǒng)研制和在軌確認(rèn)階段，包括研制衛(wèi)星及地面設(shè)施，系統(tǒng)在軌確認(rèn)，時(shí)間為 2022年至 2022年；星座布設(shè)階段，包括制造和發(fā)射衛(wèi)星，地面設(shè)施建設(shè)并投入使用，時(shí)間為 2022年至 2022年；運(yùn)營(yíng)階段，從 2022年開(kāi)始。 2022年度的論證工作為“伽利略”計(jì)劃勾畫(huà)出一個(gè)輪廓。論證報(bào)告指出，計(jì)劃投入 金，服務(wù)范圍覆蓋全球，可以提供導(dǎo)航、定位、時(shí)間、通信等項(xiàng)服務(wù)。其服務(wù)方式包括開(kāi)放服務(wù)、商業(yè)服務(wù)與官方服務(wù)三個(gè)方面。 “伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃 開(kāi)放服務(wù)包括定位、導(dǎo)航和時(shí)間信號(hào)服務(wù)，但不包括系統(tǒng)集成信息。 對(duì)用戶(hù)而言，系統(tǒng)集成信息是指用戶(hù)能實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)發(fā)布的信號(hào)的質(zhì)量，尤其是可能的預(yù)設(shè)的功能性干擾情況。開(kāi)放服務(wù)和現(xiàn)有的 GPS和 GLONASS系統(tǒng)的類(lèi)似服務(wù)相兼容，但其服務(wù)精度更高。任何人只要裝備了“伽利略”接收機(jī)就能接收 GPS、 GLONASS和“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)。開(kāi)放服務(wù)將與商業(yè)和生命安全服務(wù)共享兩個(gè)開(kāi)放的導(dǎo)航信號(hào)。開(kāi)放服務(wù)將主要用于道路交通中的個(gè)人導(dǎo)航、道路信息和提供路線建議的系統(tǒng)、移動(dòng)通信等應(yīng)用領(lǐng)域。 商業(yè)服務(wù)將主要涉及專(zhuān)業(yè)用戶(hù)，這些專(zhuān)業(yè)用戶(hù)將來(lái)自測(cè)繪、海關(guān)、船舶和車(chē)輛管理以及關(guān)稅征收等領(lǐng)域。 商業(yè)服務(wù)將提供在獨(dú)立頻率上的第三種導(dǎo)航信號(hào)的接入服務(wù)，并使用戶(hù)能利用三載波相位模糊分辨力技術(shù)（ TCAR）來(lái)改善精度。商業(yè)服務(wù)中將包含集成信息，時(shí)間信號(hào)的精度將會(huì)高達(dá)到 100納秒。商業(yè)服務(wù)將采取“準(zhǔn)入控制”措施，“準(zhǔn)入控制”措施的實(shí)現(xiàn)將通過(guò)接收機(jī)上的“進(jìn)入匙”（類(lèi)似于移動(dòng)通訊中的 Pin碼）來(lái)保證。這樣將無(wú)需使用昂貴的信號(hào)編碼技術(shù)。 官方服務(wù)的對(duì)象是那些對(duì)于精度、信號(hào)質(zhì)量和信號(hào)傳輸?shù)目煽啃砸髽O高的用戶(hù)。官方服務(wù)將包括以下三種：生命安全服務(wù)、官方管理服務(wù)和搜救服務(wù)。生命安全服務(wù)（開(kāi)放服務(wù)加集成信息）將根據(jù)一個(gè)明確的“時(shí)間警告限定”（在非正常情況出現(xiàn)后 6秒）向全球用戶(hù)發(fā)布有關(guān)系統(tǒng)的集成信息缺損的警告。生命安全服務(wù)的時(shí)效性很強(qiáng)，并將實(shí)行“準(zhǔn)入控制”措施。在有關(guān)官方管理領(lǐng)域（例如交通）的服務(wù)將具有抵抗人為干擾及非法入侵的能力。官方管理服務(wù)的信號(hào)將由經(jīng)過(guò)編制的測(cè)距碼和集成數(shù)據(jù)組成。這項(xiàng)服務(wù)的接入將受到歐盟成員國(guó)的控制。搜救服務(wù)將實(shí)現(xiàn)對(duì)遇難人員和運(yùn)輸工具的精確定位，通過(guò)“伽利略”衛(wèi)星裝備的搜救轉(zhuǎn)發(fā)器，裝備有搜救黑匣子的運(yùn)輸工具在出現(xiàn)意外時(shí)，搜救黑匣子將開(kāi)始工作并向救援中心發(fā)送求救信號(hào)，在收到求救信號(hào)后，救援中心會(huì)向求救者發(fā)送反饋信息。 “伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃 “伽利略”系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括星座與地面設(shè)施、服務(wù)中心、用戶(hù)接收機(jī)等。衛(wèi)星星座將由 30顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星采用中等地球軌道，衛(wèi)星均勻地分布在高度約為。每顆衛(wèi)星都將搭載導(dǎo)航載荷和一臺(tái)搜救轉(zhuǎn)發(fā)器。每次發(fā)射將會(huì)把 5或 6顆衛(wèi)星同時(shí)送入軌道。地面控制設(shè)施包括衛(wèi)星控制中心（用于衛(wèi)星軌道改正的遙感和遙測(cè)中心）和提供各項(xiàng)服務(wù)所必需的地面設(shè)施。地面控制設(shè)施管理衛(wèi)星星座及測(cè)定和播送集成信息。系統(tǒng)使用 4個(gè)載頻向全球播發(fā) 5種導(dǎo)航信號(hào)，這些導(dǎo)航信號(hào)支持開(kāi)放、商用、生命安全和政府管理和搜救服務(wù)。系統(tǒng)還劃分為 8個(gè)區(qū)域部分，用來(lái)發(fā)送針對(duì)各自區(qū)域的集成信息。每個(gè)區(qū)域部分的耗費(fèi)將由所在區(qū)域來(lái)負(fù)擔(dān)。區(qū)域部分將由一個(gè)用于監(jiān)測(cè)信號(hào)集成信息的測(cè)站網(wǎng)和一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心組成。它能滿(mǎn)足例如機(jī)場(chǎng)、港口、鐵路、公路、人口和工業(yè)密集區(qū)等處的不同要求，其定位為精度好于 1米。典型功能是信號(hào)中繼包括信號(hào)集成信息的監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理和傳輸。向用戶(hù)接收機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)或通過(guò)航海導(dǎo)航系統(tǒng)等。系統(tǒng)通過(guò)服務(wù)中心向用戶(hù)提供接口，存儲(chǔ)和發(fā)布信息，支持開(kāi)發(fā)應(yīng)用。種類(lèi)齊全的“伽利略”接收機(jī)不僅可以接收本系統(tǒng)信號(hào)，而且可以接收 GPS、“格魯納斯”這兩大系統(tǒng)的信號(hào)，并且實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能和移動(dòng)電話功能的結(jié)合，與其他飛行導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)合。 “伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃 北斗系統(tǒng)由 2顆地球靜止衛(wèi)星（ GEO）對(duì)用戶(hù)雙向測(cè)距，由 1個(gè)配有電子高程圖庫(kù)的地面中心站進(jìn)行位置解算。定位由用戶(hù)終端向中心站發(fā)出請(qǐng)求，中心站對(duì)其進(jìn)行位置解算后將定位信息發(fā)送給該用戶(hù)。 它的定位基于三球交會(huì)原理，即以 2顆衛(wèi)星的已知坐標(biāo)為圓心，各以測(cè)定的本星至用戶(hù)機(jī)距離為半徑，形成 2個(gè)球面，用戶(hù)機(jī)必然位于這 2個(gè)球面交線的圓弧上。中心站電子高程地圖庫(kù)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)，并已知目標(biāo)在赤道平面北側(cè)，即可獲得用戶(hù)的二維位置。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有哪三大功能？ 快速定位： 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可為服務(wù)區(qū)域內(nèi)用戶(hù)提供全天候、高精度、快速實(shí)時(shí)定位服務(wù)。 簡(jiǎn)短通信： 北斗系統(tǒng)用戶(hù)終端具有雙向數(shù)字報(bào)文通信能力，可以一次傳送超過(guò) 100個(gè)漢字的信息。 精密授時(shí)： 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有單向和雙向兩種授時(shí)功能。根據(jù)不同的精度要求 ,利用授時(shí)終端 ,完成與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)之間的時(shí)間和頻率同步 ,可提供數(shù)十納秒級(jí)的時(shí)間同步精度。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)適用于哪些應(yīng)用領(lǐng)域？ 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以在服務(wù)區(qū)域內(nèi)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，為用戶(hù)確定其所在的地理經(jīng)緯度，并提供雙向通信服務(wù)。系統(tǒng)可以為船舶運(yùn)輸、公路交通、鐵路運(yùn)輸、野外作業(yè)、水文測(cè)報(bào)、森林防火、漁業(yè)生產(chǎn)、勘察設(shè)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多行業(yè)以及其他有特殊調(diào)度指揮要求的單位提供定位、通信和授時(shí)等綜合服務(wù)。例如在西部和跨省區(qū)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛、沿海和內(nèi)河船舶的監(jiān)控救援，水利、氣象、石油、海洋和森林防火的信息采集，通信、電力、鐵路網(wǎng)絡(luò)的精確授時(shí)，公安保衛(wèi)、邊防巡邏、海岸緝私和交通管理的導(dǎo)航通信等。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兩顆星如何定位？ 中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) GPS技術(shù)的其他應(yīng)用領(lǐng)域 ? 車(chē)輛自導(dǎo)航 ? 車(chē)船管理調(diào)度： 在出租車(chē)行業(yè)、長(zhǎng)途運(yùn)輸業(yè)、租車(chē)服務(wù)業(yè)等將能夠?qū)?chē)輛進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理。在擁擠的停車(chē)場(chǎng)、火車(chē)調(diào)度場(chǎng)能夠準(zhǔn)確地確定車(chē)輛的位置，有效地調(diào)動(dòng)車(chē)輛。 ? 郵遞服務(wù)： 對(duì)重要的貨物、包裹與信函等進(jìn)行跟蹤、引導(dǎo)與保護(hù)。對(duì)貨場(chǎng)物品入庫(kù)與出庫(kù)的調(diào)度能有效地確定貨物的存放地點(diǎn)，提高出貨效率，增加管理手段、避免積壓。 市話網(wǎng)市話網(wǎng)市話網(wǎng)市話網(wǎng)市話網(wǎng)深圳市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及通信網(wǎng)絡(luò)示意圖市電信局監(jiān)控分析中心衛(wèi)星定位信號(hào)發(fā)射臺(tái)FM 電臺(tái)基準(zhǔn)站 1基準(zhǔn)站 2基準(zhǔn)站 3基準(zhǔn)站 4基準(zhǔn)站 5進(jìn)入移動(dòng)電話系統(tǒng)用戶(hù)用戶(hù)全向天線定向天線Modem? 民航運(yùn)輸： 使飛機(jī)著陸時(shí)駕駛員通過(guò)儀表操作對(duì)準(zhǔn)跑道。 ? 漁業(yè)生產(chǎn)： GPS能滿(mǎn)足漁獵對(duì)定位的要求。同時(shí)能為捕魚(yú)船隊(duì)在法律上避免發(fā)生捕魚(yú)邊界的糾紛，提高在經(jīng)濟(jì)專(zhuān)屬區(qū)的作業(yè)效率。 ? 公路水路維護(hù)： 能準(zhǔn)確地引導(dǎo)維護(hù)人員調(diào)查需維護(hù)的交通設(shè)施。 ? 火警、警察、救護(hù)的應(yīng)急調(diào)遣： 提高緊急事件處理部門(mén)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)、犯罪現(xiàn)場(chǎng)、交通事故現(xiàn)場(chǎng)、交通堵塞等緊急事件的響應(yīng)效率。 ? E－ 911： 美國(guó)通訊委員會(huì)（ FCC）要求將所有的移動(dòng)電話安裝無(wú)線電定位裝置，以便用戶(hù)在通過(guò)移動(dòng)電話向911請(qǐng)求幫助時(shí)可找到用戶(hù)位置，實(shí)現(xiàn)快速援助。 GPS將是滿(mǎn)足 FCC要求的一種精確、成本低廉的方式。 ? 搜索與求援： 將更加有效地對(duì)在人跡罕至、條件惡劣的航海、登山探險(xiǎn)、滑雪、沙漠作業(yè)中失蹤的人員進(jìn)行求援搜索。 ? 道路支持： 車(chē)在路上壞了時(shí)，將提高救援車(chē)輛找到你的效率。 ? 突發(fā)事件臨戰(zhàn)狀態(tài)準(zhǔn)備： 如在洪水發(fā)生時(shí)，需要快速地為救災(zāi)工作做好準(zhǔn)備，如繪制洪水邊界圖、排洪國(guó)界圖、排洪通道、防洪大堤的調(diào)查。 滿(mǎn)足人們?cè)谫Y源勘探、遙感探測(cè)、勘探地形、森林實(shí)地自然資源調(diào)查、動(dòng)物跟蹤、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、海洋生物調(diào)查、社會(huì)調(diào)查、防止動(dòng)物威脅等諸多方面對(duì)定位精度的要求。 在徒步旅行、野營(yíng)、打獵時(shí)人們會(huì)發(fā)現(xiàn) GPS要比USGS（美國(guó)國(guó)家地圖中心）的地圖更方便應(yīng)用。在航船時(shí)能準(zhǔn)確地繞過(guò)沙洲巖石等障礙區(qū)，釣魚(yú)者能夠準(zhǔn)確地找到魚(yú)窩、平靜的水灣等。 GPS衛(wèi)星現(xiàn)代化 一、 GPS衛(wèi)星現(xiàn)代化的提出和內(nèi)涵 GPS現(xiàn)代化的提法是 1999年 1月 25日美國(guó)副總統(tǒng)以文告的形式發(fā)表的。文告只提出了幾項(xiàng)民用 GPS導(dǎo)航技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，但其整個(gè) GPS現(xiàn)代化實(shí)質(zhì)是要加強(qiáng) GPS對(duì)美軍現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中的支撐和保持全球民用導(dǎo)航領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)地位。他的內(nèi)涵：一是保護(hù)，即 GPS現(xiàn)代化是為了更好地保護(hù)美方和友好方的使用，要發(fā)展軍碼和強(qiáng)化軍碼的保密性能，加強(qiáng)抗干擾能力；二是阻止：即阻擾敵對(duì)方的使用，施加干擾，施加 SA， AS等；三是保持，即是保持在有威脅地區(qū)以外的民用用戶(hù)有更精確更安全的使用。 美國(guó)提出 GPS現(xiàn)代化的基本目的是滿(mǎn)足和適應(yīng) 21世紀(jì)美國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化發(fā)展的需要，這是 GPS現(xiàn)代化中第一位的，根本的。 GPS現(xiàn)代化是為了更好地支持和保障軍事行動(dòng)。 美國(guó)軍事用戶(hù)對(duì) GPS的需求大體有以下 4個(gè)主要方面。 二、 GPS現(xiàn)代化計(jì)劃中的軍事部分 在今后“信息戰(zhàn)”“電子戰(zhàn)”的背景下， GPS必須要有更好的抗電子干擾能力； 1. 要有安全的 GPS使用范圍，這包括兩方面的含義，一是 GPS用戶(hù)能安全使用，二是對(duì)不同類(lèi)型 GPS用戶(hù)要有不同使用范圍，要區(qū)別對(duì)待； 2. GPS用戶(hù)要有更短的首次初始化時(shí)間； 3. 和其他軍事導(dǎo)航系統(tǒng)和各類(lèi)武器裝備要相互配適。 GPS除了在各類(lèi)運(yùn)載器（包括載人和火器）的導(dǎo)航和定位方面發(fā)揮了巨大作用外，在對(duì)戰(zhàn)斗人員的支持和援助中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。 在軍事用戶(hù)需求調(diào)查的基礎(chǔ)上，美國(guó)軍方作出以下 4項(xiàng) GPS現(xiàn)代化的響應(yīng)技術(shù)措施。 1. 增加 GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度，以增加抗電子干擾能力。 2. 在 GPS信號(hào)頻道上，增加新的軍用碼（ M碼），與民用碼分開(kāi)。 M碼有更好的抗破譯的保密和安全性能。 3. 軍用接受設(shè)備比民用設(shè)備有更好的保護(hù)裝置，抗干擾能力和快速初始化功能更強(qiáng)。 4. 創(chuàng)造新的技術(shù)，以阻止和阻擾敵方使用 GPS。 三、 GPS現(xiàn)代化計(jì)劃中的民用部分 為更好地滿(mǎn)足民用導(dǎo)航、定位、大氣探測(cè)等方面的需求，美方認(rèn)為大體有以下 5個(gè)主要方面。 1. 改善民用導(dǎo)航和定位的精度； 2. 擴(kuò)大服務(wù)的覆蓋面和改善服務(wù)的持續(xù)性； 3. 提高導(dǎo)航的安全性，如增強(qiáng)信號(hào)功率 ,增加導(dǎo)航信號(hào)和頻道； 4. 保持 GPS在全球定位系統(tǒng)中技術(shù)和銷(xiāo)售的領(lǐng)先地位； 5. 注意和現(xiàn)有的和將來(lái)的民用其他空間導(dǎo)航系統(tǒng)的匹配和兼容。 基于上述需求，美方擬采取的措施有： 1. 在一年一度評(píng)估的基礎(chǔ)上，決定是否將 SA信號(hào)強(qiáng)度降為零。停止 SA的播放，將使民用實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航的精度提高 3—5倍。這已開(kāi)始實(shí)行。這里要說(shuō)明一點(diǎn)，美國(guó)軍方已經(jīng)掌握了 GPS施加 SA的技術(shù)，即 GPS可以在局部區(qū)域內(nèi)增加 SA信號(hào)強(qiáng)度，使敵對(duì)方利用 GPS時(shí)嚴(yán)重降低定位精度，無(wú)法用于軍事行動(dòng)。 2. 在 L2頻道上增加第二民用碼，即 CA碼。這樣用戶(hù)就可以有更好的多余觀測(cè)，以提高定位精度，并有利于電離層的改正。 3. 增加 L5民用頻率，這有利于提高民用實(shí)時(shí)定位的精度和導(dǎo)航的安全性。 四、 GPS現(xiàn)代化計(jì)劃的進(jìn)程安排 1. GPS現(xiàn)代化第一階段 發(fā)射 12顆改進(jìn)型的 GPS BLOCK Ⅱ R型衛(wèi)星，它們具有一些新的功能。既能發(fā)射第二民用碼，即在 L2上加載 CA碼；在 L1和 L2上播發(fā) P（ Y）碼的同時(shí)，在這兩個(gè)頻率上還試驗(yàn)性的同時(shí)加載新的軍碼（ M碼）； Ⅱ R型的信號(hào)發(fā)射功率，不論在民用通道還是軍用通道上都有很大提高。 2. GPS現(xiàn)代化第二階段 發(fā)射 6顆 GPS BLOCK Ⅱ F（“ Ⅱ FLite” ）。 GPS BLOCK Ⅱ F型衛(wèi)星除了有上面提到的 GPS BLOCK Ⅱ R型衛(wèi)星的功能外，還進(jìn)一步強(qiáng)化發(fā)射 M碼的功率和增加發(fā)射第三民用頻率，即 L5頻道。 GPS Ⅱ F型衛(wèi)星的第一顆的發(fā)射不遲于 2022年。到 2022年在空中運(yùn)行的 GPS衛(wèi)星中，至少有 18顆 Ⅱ F型衛(wèi)星，以保證 M碼的全球覆蓋。到 2022