提到GPS，大家自然會想到導航、定位，GPS幾乎是現(xiàn)在智能手機中的一項基礎功能。我們了解它是從開車的導航儀、手機的定位開始的，但是它的軍事作用早在海灣戰(zhàn)爭開始就大放光彩，其主要軍事作用有巡航導彈和精確制導炸彈，為戰(zhàn)斗機的飛行和投彈提供有利的條件等。

既然定位和導航這么重要，那我國也要發(fā)展自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)吧！當然，它還有一個比較富有文化內涵的名字：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

古時候的人們沒有衛(wèi)星，也沒有霧霾，但是他們有智慧，通過觀察和思考，人們發(fā)現(xiàn)可以利用北斗七星與北極星來指引方向，甚至是時間。

全球定位系統(tǒng)

Global Positioning System， GPS

全球定位系統(tǒng)是美國軍民兩用的導航定位衛(wèi)星系統(tǒng)，GPS以雙頻發(fā)射導航信號，頻點L1=1575.42MHz，以正交方式調制了P（Y）碼和C/A碼，在L2=1227.60MHz的頻點上調制了P（Y）碼，通過雙頻發(fā)射校正電離層產生的附加延時。

其中，C/A碼的碼速率為1.023Mbps，對應有43dB的處理增益，P（Y）碼速率10.23Mbps，處理增益53dB，GPS信號到達地面的最大信號不超過-153dBW。

它給用戶接收機發(fā)送的信息包括衛(wèi)星狀態(tài)、衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星鐘偏差校正參數(shù)以及時間等。

全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)

Global Navigation Satellite System， GNSS

這是一個統(tǒng)稱，除了包含GPS、GLONASS、GALILEO以及BDS這四大導航衛(wèi)星系統(tǒng)，還包括日本的MSAS、印度的GAGAN以及尼日尼亞的NIG-GOMSAT-1等。

所以GNSS是以人造衛(wèi)星作為導航臺的星級無線電導航系統(tǒng)，為全球陸、海、空、天的各類軍民載體提供全天候、高精度的位置、速度和時間信息，又稱為天基定位、導航和授時系統(tǒng)。

系統(tǒng)組成：

①衛(wèi)星星座：由3個獨立的圓形軌道，30顆GNSS衛(wèi)星組成（27顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星） 。衛(wèi)星的軌道傾角i =56°；衛(wèi)星的公轉周期T=14h23m14S恒星時；軌道高度H=23616km 。

②地面系統(tǒng)：在歐洲建立2個 控制中心；在全球構建監(jiān)控網。

③定位原理：與GPS相同。

④定位精度：導航定位精度比目前任何系統(tǒng)都高。

計劃實施：

① 1994年開始進入方案論證階段；

② 2003年開始發(fā)射兩顆試驗衛(wèi)星進入試驗階段；

③ 2008年整個伽利略（GNSS）系統(tǒng)建成并投入使用；

GNSS與GPS/北斗的區(qū)別

GNSS是Global Navigation Satellite System）全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是對北斗系統(tǒng)、GPS、GLONASS、Galileo系統(tǒng)等這些單個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的同一稱謂，也可指代他們的增強型系統(tǒng)，又指代所有這些衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)及其增強型系統(tǒng)的相加混合體。也就是說它是由多個衛(wèi)星導航定位及其增強型系統(tǒng)所拼湊組成的大系統(tǒng)。 GNSS是以人造衛(wèi)星作為導航臺的星級無線電導航系統(tǒng)，為全球陸、海、空、天的各類軍民載體提供全天候、高精度的位置、速度和時間信息，因為它又稱為天基定位、導航和授時系統(tǒng)。

GNSS增強型系統(tǒng)分為兩種類型

1）一類是利用地球靜止或同步衛(wèi)星建立的星基增強系統(tǒng)（SBAS），例如美國的廣域增強系統(tǒng)。每個SBAS星座通常由2~3顆地球靜止衛(wèi)星組成，他們發(fā)射不加密的L1信號，從中播發(fā)偽距差分校正量、完好性信息和導航信息。新一代SBAS將增加播發(fā)一個寬帶民用信號，比如WAAS和EGNOS將分別在GPS的L5和Galileo的E5a/E5b波段上增加播發(fā)此類寬帶民用信號。

2）另一類是路基增強系統(tǒng)（GBAS），例如美國的還是差分GPS（MDGPS）和局域增強系統(tǒng)（LAAS）以及壓的路及區(qū)域增強系統(tǒng)（GRAS）。

衛(wèi)星定位為什么至少需要四顆呢？

根據(jù)三球交匯定點的原理，用戶終端通過無源接收衛(wèi)星信息，并根據(jù)時差自行計算到衛(wèi)星的距離，根據(jù)三維的距離公式，依靠3個方程得到用戶終端的位置信息，原理上使用3顆衛(wèi)星可達到定位的目的。

但是，衛(wèi)星時鐘和用戶終端使用的時鐘不同步，無法通過時差來精確計算距離，故需要第4顆衛(wèi)星來進行鐘差的解算，再根據(jù)計算出的三維位置進一步換算為經緯度和海拔高度。具體實現(xiàn)技術可以參考專業(yè)書籍。