卫星定位：三大系统逐鹿太空

信息时代，高精度的卫星导航定位技术发展迅速，应用范围愈来愈广。就相当于一个设置在太空中的无线电导航台，由若干颗导航定位卫星组成的先进的卫星导航定位系统，可以在任何时间、任何地点为地球上的各类用户确定所在地理位置的经纬度和海拔高度等信息。

高精度的定位导航能力十分重要，它们使得卫星定位系统在军事上具有巨大的应用价值：一是可提升C4ISR系统性能；二是可提高导航（制导）精度；三是可实现单兵定位。正因为卫星定位系统对信息化作战指挥、武器性能等的巨大影响，而使其成为现代战争的“定盘星”、军队战斗力的“倍增器”，并成为世界各国军事家关注的一大焦点。“格鲁纳斯”步履蹒跚

目前，世界上现役的全球规模卫星定位系统主要有：美国的GPS和俄罗斯的格鲁纳斯（GLONASS）系统。与GPS系统一样，俄罗斯格鲁纳斯卫星定位系统也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定位卫星系统。据悉，由24颗卫星组成的格鲁纳斯全球导航卫星系统，有工作卫星21颗，分布在3个轨道平面上，并有3颗备份星。星上分别采用军用精码和民用粗码两种导航码，其导航精度军民有别。据称，该系统可提供全天候、全天时、高精度的三维导航定位和授时服务，其定位精度比GPS系统的定位精度略低。

格鲁纳斯与GPS有许多不同之处：一是卫星发射频率不同。据悉，GPS的卫星信号采用码分多址体制，每颗卫星的信号频率和调制方式相同，不同卫星的信号靠不同的伪码区分；而格鲁纳斯采用频分多址体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。由于卫星发射的载波频率不同，格鲁纳斯可以有效地防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰，因而具有更强的抗干扰能力。二是坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系，而格鲁纳斯使用前苏联地心坐标系，两者各有优长。三是时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联，而格鲁纳斯则与莫斯科标准时相关联。

遗憾的是，由于俄经济上的原因，格鲁纳斯卫星定位系统自完成系统组网后很难维护，据说只在1998年12月进行过一次补网发射。该卫星设计寿命为7~8年，具有良好的信号特性。据报道，目前格鲁纳斯系统由于一直处于降效运行状态，所以在轨工作的卫星仅有10颗左右。可以说，格鲁纳斯的发展是步履蹒跚。“GPS”系统独占鳌头

“GPS”全球定位系统可谓名气不小。它是由美国国防部研制部署和控制的军民两用导航定位卫星系统。据报道，现在运行的“GPS”系统是由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成，它们分布在6个等间距的轨道平面上，每个轨道面上有4颗工作卫星，卫星轨道接近圆形，用户在任何时间都至少能看到4－6颗卫星，定位一次仅需几秒钟，可实现全球范围连续的、近实时的定位、测速与授时。

“GPS”系统所发射的信号编码也有精码与粗码之分。精码保密，主要提供给本国和盟国的军事用户使用，定位精度较高；而粗码则提供给本国的民用和供全世界用户使用。然而在战时，粗码的定位精度可人为地降低，使美国的敌方得不到正常的导航信息。

据外刊报道，“GPS”卫星定位系统在1991年的海湾战争中首次得到实战应用，并获得不菲的战绩。当时多国部队的地面作战部队、飞机、舰艇和特种作战部队，配备了约5500台全球定位系统军用接收机和1万台全球定位系统民用接收机，每天可及时接收在轨运行的16颗全球定位系统卫星发射的高精度三维导航信号，因而大大提高了部队的机动、打击和保障能力，为上演一部高技术条件下的局部战争书写了重要的一笔。

尤其在科索沃战争中，由于战区恶劣的天气和复杂的地形条件，使得应用其它制导方式的巡航导弹和灵巧炸弹等攻击精度受到很大制约，于是北约把大批巡航导弹和灵巧炸弹都改用了全天候、自主式惯导／全球定位系统（INS／全球定位系统）制导。如B-2战略隐形轰炸机本身就采用了全球定位系统进行导航定位，而所携带的16枚制导炸弹由激光制导改为全球定位系统制导后，使该机具备了夜间和全天候精确打击能力；另外，其F-15E与F-16作战飞机使用的AGM-130远程空地导弹、舰射“战斧”式巡航导弹、空射AGM-86巡航导弹等，也都使用了全球定位系统制导。有关专家认为，如果没有全球定位系统，美军精确制导武器就难以施展威力，就难以发挥作用。

另据报道，目前随着现有GPS系统中占主体的第二代卫星陆续接近“退役”年龄，美国正加紧新一代卫星系统的研制和部署。据悉，2003年12月21日美国空军成功地发射了一颗新的全球定位系统换代卫星，这颗代号为“2R－10”的新型卫星造价约4500万美元，使用寿命预计为10年，属第三代GPS卫星。据称，第三代“GPS”全球卫星定位系统，将完全不同于现役卫星的体系结构，该体系有可能至少将使用27颗卫星，备份星至少有6颗，特别是星载更高功率的M码信号，可以大大提高对付潜在干扰威胁的能力。“伽利略”后来居上

虽然美国的GPS系统实行免费开放的原则，并与其北约盟友在军事应用上可以共同分享，但美国出于自身战略利益的考虑，往往对他国降低卫星定位系统的使用精度，有时甚至干脆予以关闭，使得“盟友”们也不得不看美国的脸色行事。

为了摆脱受制于人的窘境，为了能在卫星导航领域中占有一席之地，欧洲已认识到建立拥有自主知识产权的全球卫星定位系统势在必行，并于上个世纪90年代起，开始着手对“伽利略”计划进行论证。但由于美国的极力反对以及欧盟内部存在分歧，所以直到2002年3月欧盟各国才终于达成一致，同意斥资27亿美元，在5年内完成“伽利略”卫星导航定位系统的部署工作，计划在2008年建成并投入运营，从而标志该系统已正式启动。据外刊报道，“伽利略”卫星导航定位系统星座将由30颗卫星组成，卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为2.3万公里的3个轨道面上。地面控制设施包括卫星控制中心和提供各项服务所必需的地面设施，负责卫星星座的测定、管理和播发集成信息。该系统可向全球播发5种信号，这些信号支持开放、商用、生命安全、政府管理和搜救等多项服务。

据悉，这一系统不但面向全球，还有区域服务单元，即把全球划分为8个区域，可发送针对各自区域的集成信息。系统能满足机场、港口、铁路、公路、工业密集区等不同场合的定位要求，并有很高的定位精度。其典型功能是信号中继，即向用户接收机的数据传输，可以通过一种特殊的联系方式或其他系统的中继来实现，例如通过移动通信网来实现。

其服务中心是面向用户的窗口，伽利略接收机是用户接收定位信号的设备，可根据用途不同分为不同的种类，不仅可以接受本系统信号，而且可以接受GPS、格鲁纳斯这两大系统的信号，并且具有导航功能与移动电话功能相结合、与其他飞行导航系统相结合的优越性能。

据称，“伽利略”系统确定地面位置或近地空间位置要比GPS精确10倍。其水平定位精度优于10米，时间信号精度可达到很高。必要时，免费使用的信号精度可达6米，如果与GPS合作使用甚至能精确至4米。正如有关专家所说：“如今的GPS只能找到街道，而伽利略却能找到车库之门。”

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