全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)

7月31日，我國的北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)正式開通。從1994年開始啟動(dòng)研發(fā)，2000年完成北斗一號(hào)系統(tǒng)建設(shè)，2012年完成北斗二號(hào)系統(tǒng)建設(shè)，到今天北斗三號(hào)的全面建成開通，我國成為世界上第三個(gè)獨(dú)立擁有全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的國家，終于不用再遭受雪銀河號(hào)的恥辱。

對(duì)于我們普通用戶來說，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)用得最多的地方就是手機(jī)里的導(dǎo)航地圖，當(dāng)我們啟動(dòng)了百度、騰訊、高德等手機(jī)地圖導(dǎo)航軟件時(shí)，手機(jī)就已經(jīng)在后臺(tái)自動(dòng)調(diào)用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、GPS導(dǎo)航衛(wèi)星、俄羅斯的格洛納斯導(dǎo)航衛(wèi)星、歐盟的伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)，甚至還有日本的導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)。目前市面上的智能手機(jī)都是同時(shí)支持多種導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)，并不只是GPS。不知道大家有沒有注意到，以前手機(jī)上的定位服務(wù)名稱是GPS，而現(xiàn)在都叫位置信息服務(wù)，這也是北斗系統(tǒng)不斷發(fā)展的結(jié)果。

目前全世界一共有四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其中美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、中國的北斗已經(jīng)完成全面組網(wǎng)，只有歐盟的伽利略系統(tǒng)還在艱難前行。

北斗

20世紀(jì)80年代，中國開始探索適合國情的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)展道路，逐步形成了三步走發(fā)展戰(zhàn)略：形成了“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：

第一步，建設(shè)北斗一號(hào)系統(tǒng)。1994年，啟動(dòng)北斗一號(hào)系統(tǒng)工程建設(shè)；2000年，發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星，建成系統(tǒng)并投入使用；2003年發(fā)射第3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)性能。

第二步，建設(shè)北斗二號(hào)系統(tǒng)。2004年，啟動(dòng)北斗二號(hào)系統(tǒng)工程建設(shè)；2012年年底，完成14顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)。

第三步，建設(shè)北斗三號(hào)系統(tǒng)。2009年，啟動(dòng)北斗三號(hào)系統(tǒng)建設(shè)；2018年年底，完成19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)；2020年6月23日，北斗三號(hào)最后一顆（第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星）全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，至此北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)星座部署比原計(jì)劃提前半年全面完成。

2020年7月31日北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)正式開通。

GPS

美國于 1973 年開始研發(fā)GPS。從 1978 年發(fā)射第1顆 GPS衛(wèi)星，到 1994 年完成21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星的配置，1995 年4 月美國國防部正式宣布 GPS 具備完全工作能力。GPS單機(jī)導(dǎo)航精度約為10米，綜合定位的話，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)，但民用領(lǐng)域開放的精度約為10米。在北約轟炸南聯(lián)盟和海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍第一次讓世界看到了由精確制導(dǎo)武器展現(xiàn)出來的超強(qiáng)打擊能力，讓世界為之震驚。

格洛納斯

格洛納斯（GLONASS）是蘇聯(lián)在1976年啟動(dòng)的項(xiàng)目，歷經(jīng)20多年的曲折歷程，雖然曾遭遇了前蘇聯(lián)解體，俄羅斯經(jīng)濟(jì)不景氣，但始終沒有中斷過系統(tǒng)的研制和衛(wèi)星的發(fā)射。終于1996年1月18日實(shí)現(xiàn)了空間滿星座24顆工作衛(wèi)星正常地播發(fā)導(dǎo)航信號(hào)，使系統(tǒng)達(dá)到了一個(gè)重要的里程碑。格洛納斯也是和美國的GPS一樣由21顆工作星和3顆備份星組成。

伽利略

伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是由歐盟研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，該計(jì)劃1999年啟動(dòng)，一共由30顆衛(wèi)星組成，其中27顆工作星，3顆備份星。截止2016年，已經(jīng)發(fā)射了18顆工作衛(wèi)星，全部30顆衛(wèi)星（調(diào)整為24顆工作衛(wèi)星，6顆備份衛(wèi)星）計(jì)劃于2020年發(fā)射完畢。2019年7月14日，伽利略系統(tǒng)技術(shù)故障導(dǎo)致部分導(dǎo)航服務(wù)中斷，2019年8月18日恢復(fù)正常，著實(shí)讓歐洲人捏了把汗。伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的意義在于，歐盟將從此擁有自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，有助于打破美國GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的壟斷地位，從而在全球高科技競(jìng)爭(zhēng)浪潮中獲取有利位置，并為將來建設(shè)歐洲獨(dú)立防務(wù)創(chuàng)造條件。

伽利略與中國

2003年，歐洲人主動(dòng)邀請(qǐng)中方加入伽利略全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，中方欣然接受。2004年中歐正式簽署技術(shù)合作協(xié)議，中方承諾投入2.3億歐元的巨額資金。2005年，伽利略首顆中軌道實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射，歐盟開始排擠中國。投入巨額資金（中國當(dāng)時(shí)實(shí)際投資了7000萬歐元），卻得不到與之相稱的對(duì)待，中國不但進(jìn)不到伽利略計(jì)劃的決策機(jī)構(gòu)，甚至在技術(shù)合作開發(fā)上也故意設(shè)置，中方十分不滿，于是決定自主研發(fā)。

2007年發(fā)射的第四顆北斗一號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗系統(tǒng)開始激活。到2007年底，中國成功發(fā)射了第一顆中軌道導(dǎo)航定位系統(tǒng)，標(biāo)志著北斗系統(tǒng)在技術(shù)和規(guī)劃上的重大突破。直到2008年，伽利略系統(tǒng)的第二顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星才升空，此時(shí)距上次發(fā)射已經(jīng)有差不多四年時(shí)間，比最初的計(jì)劃推遲了整整五年。北斗二號(hào)橫空出世，不僅使歐洲伽利略系統(tǒng)準(zhǔn)備與美國GPS一爭(zhēng)高下的愿望大打折扣，也沖淡了伽利略未來的市場(chǎng)前景。北斗二號(hào)在技術(shù)上比伽利略更先進(jìn)，定位精度甚至達(dá)到0.5米級(jí)，令歐洲人深受震撼。

按照國際電信聯(lián)盟通用的程序，中國已經(jīng)向該組織通報(bào)了準(zhǔn)備使用的衛(wèi)星發(fā)射頻率，這一頻率正好是歐洲伽利略系統(tǒng)準(zhǔn)備用于公共管理服務(wù)的頻率。頻道是稀有資源，占得先機(jī)的美國和俄羅斯分別擁有最好的使用頻率，中國所看中的頻率被認(rèn)為是美國和俄羅斯之后的次優(yōu)頻率。按照誰先使用誰先得的國際法原則，中國和歐盟成了此頻率的競(jìng)爭(zhēng)者。然而，中國在2009年發(fā)射三顆北斗二代衛(wèi)星，正式啟用該頻率，而歐盟連預(yù)定的三顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星都沒有射齊，注定敗下陣來，失去對(duì)頻率的所有權(quán)。

其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)

日本

準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS）是以4顆衛(wèi)星作為美國GPS的補(bǔ)充以及相關(guān)的加強(qiáng)工作，這是一個(gè)以GPS作為基礎(chǔ)的信號(hào)增強(qiáng)的區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。按照日方的說法這四顆衛(wèi)星能夠幫助日本定位精度達(dá)到厘米級(jí)左右，如果將其用在制導(dǎo)方面，對(duì)日本來說精確打擊能力是一個(gè)巨大的提升。在日本的第二步計(jì)劃當(dāng)中要組成一個(gè)由七顆衛(wèi)星組成的準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)，所謂的"七顆衛(wèi)星"系統(tǒng)將是一個(gè)獨(dú)立的全新的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)的幫助下日本的本土進(jìn)行精確定位已經(jīng)完全沒有任何問題，甚至還可以將其延伸到亞洲部分地區(qū)?？梢钥闯鋈毡緦?shí)際上是走曲線發(fā)展獨(dú)立導(dǎo)航定位系統(tǒng)的道路，準(zhǔn)備先進(jìn)行大量的技術(shù)儲(chǔ)備，以備后期建立獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，以達(dá)到完善產(chǎn)業(yè)鏈的目的。

印度

印度也搞了一種類似于準(zhǔn)天頂?shù)南到y(tǒng)，完全依賴于GPS。因此，在印巴沖突期間，美國為了表示對(duì)雙方的公平態(tài)度，關(guān)閉了印巴的GPS信號(hào)，于是印度的系統(tǒng)完全瞎掉。所以印度決定不跟美國玩，現(xiàn)在做了自己的獨(dú)立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（IRNSS/NAVIC）。根據(jù)印度空間研究組織的設(shè)計(jì)方案，IRNSS的組網(wǎng)工作將分為兩大步驟：第一步是2013年到2015年發(fā)射7顆國產(chǎn)地球同步軌道導(dǎo)航衛(wèi)星，從而實(shí)現(xiàn)全天候晝夜覆蓋印度及其周邊約1500公里范圍的較為精確的衛(wèi)星定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。第二步是從區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)向印度版全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)邁進(jìn)，再發(fā)射大約10顆導(dǎo)航衛(wèi)星，最終形成印度版全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

由于技術(shù)準(zhǔn)備不足等種種原因，印度方面一直拖延到2013年7月才發(fā)射首顆衛(wèi)星，2016年將7顆導(dǎo)航衛(wèi)星全部部署完畢，投入運(yùn)行。IRNSS系統(tǒng)設(shè)計(jì)覆蓋東經(jīng)40°—140°和北緯40°～南緯40°的范圍，包括印度次大陸及印度洋等區(qū)域，可為印度全境及周邊2000千米的范圍提供全天候的單頻和雙頻導(dǎo)航信號(hào)，誤差不超過20米。

中國的北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)正式開通，成為全球最大的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)之一，功成名就，中國人也因此揚(yáng)眉吐氣。而建設(shè)比中國早的歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，現(xiàn)在仍然還只是一個(gè)局部地區(qū)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，歐盟內(nèi)部眾口難調(diào)，各個(gè)成員國分歧不斷，導(dǎo)致研發(fā)計(jì)劃不斷推遲，并且對(duì)中國加以限制，最終咎由自取。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅需要的是強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，還需要強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)做支撐，即使那么富裕的歐盟，技術(shù)水平也并不低，但在伽利略計(jì)劃中也是步履維艱。日本和印度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最終幾何，只有留給時(shí)間來檢驗(yàn)。

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建成，意義非常重大，包括我們的各種車輛、飛機(jī)、船只，尤其是我們的軍事裝備等高科技武器都有了自己獨(dú)立的導(dǎo)航定位信號(hào)，不僅打得準(zhǔn)，還打得穩(wěn)，再也不擔(dān)心被人切斷信號(hào)。