介绍一下"伽利略"全球卫星定位系统? 爱问知识人

本文就目前全球热门的几种卫星定位导航系统中，被大家广泛关注的欧洲“伽利略”计划，集多种媒体的相关报道之长，整理出全面介绍欧洲“伽利略”卫星导航系统的背景和现状及应用前景的相关信息，和大家一同分享。其中部分文字和数据的版权归原作者和相关媒体。一、卫星定位导航系统现状 目前，世界上正在运行的全球卫星定位导航系统主要有两大系统：一是美国的GPS系统，二是俄罗斯的GLONASS （格鲁纳斯）系统。
近年来，欧洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球卫星定位计划。因而，未来密布在太空的全球卫星定位系统将形成美、俄、欧操纵的GPS、“格鲁纳斯”、“伽利略”三大系统竞争的局面。 　　美国的GPS系统由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，轨道面相对赤道的夹角为55度，每个轨道面上有4颗工作卫星，卫星的轨道接近圆形，轨道高度为2。
01836万公里，周期约12小时。GPS能覆盖全球，用户数量不受限制。其所发射的信号编码有精码与粗码。精码保密，主要提供给本国和盟国的军事用户使用；粗码提供给本国民用和全世界使用。精码给出的定位信息比粗码的精度高。GPS系统能够连续、适时、隐蔽地定位，一次定位时间仅几秒到十几秒，用户不发射任何电磁信号，只要接受卫星导航信号即可定位，所以可全天候昼夜作业，隐蔽性好。
俄罗斯的GLONASS卫星定位系统拥有工作卫星21颗，分布在 3个轨道平面上，同时有3颗备份星。每颗卫星都在1。91万公里高的轨道上运行，周期为11小时15分。因GLONASS卫星星座一直处于降效运行状态，现只有8颗卫星能够正常工作。
GLONASS的精度要比GPS系统的精度低。为此，俄罗斯正在着手对 GLONASS进行现代化改造，12月就发射了3颗新型“旋风”卫星。该卫星的设计寿命将为7～8年（现行卫星寿命为3年），具有更好的讯号特性。 欧洲“伽利略”系统是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，预计2008年系统建成并投入运营。
按照规划，“伽利略”计划将耗资约27亿美元，星座由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，星座包括27颗工作星，另加3颗备份卫星。系统的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。
“伽利略”接收机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、与其他导航系统相结合的优越性能。 　　　二、“伽利略”卫星定位系统的背景 卫星导航技术引起人们关注是从1991年海湾战争后开始的，美国在海湾战争中的一个“杀手锏”就是GPS。
卫星定位导航系统是为公路、铁路、空中和海上的交通运输工具提供导航定位服务的，军民两用，战略作用与商业利益并举。目前美国拥有的GPS全球卫星定位系统在技术上遥遥领先。虽然许多其他国家都在使用GPS，欧洲官员却认为如此沉重地依赖美国的系统特别这个系统起初是为军队而建造的，令人感到不舒服。
这类主权问题是欧洲想建立伽利略卫星导航系统的主要动力。为了在巨大的卫星导航定位（授时）市场中打破美国的垄断地位，获得巨大的市场利益，增加欧洲的就业机会，欧洲一直在致力于一个雄心勃勃的民用全球导航卫星系统计划——“全球导航卫星系统”(GNSS——Global Navigation S atel lite System)计划。
建立此系统有三种途径可供选择：一是与美国合作 ；二是与俄罗斯合作；三是建立纯欧洲的系统。此计划分两步实施：第一步是建立一个与美国GPS、俄罗斯的Glonass系统，以及与各种区域增强系统均能相容的第1代全球导航卫星系统(GNSS-1)；第二步是建立一个完全独立于美国的GPS和俄罗斯的Glonass系统之外的第2代全球导航卫星系统(GNSS-2) 。
 欧洲早在上世纪90年代初期就有了自行开发卫星导航系统的想法，并于1999年启动了由50颗通信卫星组成、名为"全球之星"的欧洲卫星移动通信网建设工程。目前，这套通信网中的十多颗卫星已经发射到距地球约950公里高的近地定点轨道。到2004年，随着欧洲"全球之星"全部50颗卫星升空定位，欧洲人将首次拥有完全属于自己的完整的太空卫星网系统。
1999年2月10日，欧洲委员会公布了有关欧洲导航卫星计划的报告，建议欧盟尽早研制和部署欧洲下一代全球导航卫星系统——“伽利略”系统。它将与 美国GPS兼容，但战略上又被定位为有效的商业竞争者。因此，“伽利略”系统将由欧盟15 个 国家、欧洲工业界和其他国家联合投资组建，欧空局和欧盟运输局负责投资和管理。
欧盟于2002年正式决定开发“伽利略”计划。目标是2008年能投入使用，计划投入的最高金额将达到34亿欧元。该系统直接威胁到美国的GPS系统，美国当时曾经警告说：“两个系统竞争是徒劳无益的”，但是欧盟旨在打破美国在宇宙航空技术领域的垄断，因而致力于该系统的开发。
三、“伽利略”系统与GPS系统的区别　“伽利略”系统与GPS系统的主要区别在于：“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，时间信号精度达到100纳秒。美国的GPS是为军用开发的，但“伽利略”是民用系统，能够用于交通工具的导航以及通信、农业、渔业等领域。
事实上，“伽利略”比GPS更胜一筹。欧盟的一些专家称，欧洲伽利略系统可与美国的GPS和俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS）兼容，且比后两者更安全、更精确。例如，中欧伽利略系统的卫星数量多、达到30颗，美国目前还只有24颗。“伽利略”的轨道位置比美国的GPS高、轨道面少；“伽利略”更多用于民用，可为地面用户提供3种信号：免费使用的信号、加密且需交费使用的信号、加密且需满足更高要求的信号。
用户可根据需要进行选择。三种信号中最高精度比美国GPS高10倍，“伽利略”确定物体的误差范围将在1米之内，远远要强于美国GPS系统误差10米的性能，甚至还能提供即时的定位信息。不少专家形象的比喻说，如果说GPS只能找到街道，“伽利略”则可找到车库门。
　　欧洲发展卫星导航系统的决策，涉及到重大的政治与经济利益。欧洲如果想要建立可靠的卫星导航，就必须发展自己的系统。 "伽利略"卫星导航系统设计功能强大，具有GPS系统所没有的技术优势和服务范围。它的建成将明显改善全球卫星定位及导航领域的服务质量。
例如，GPS系统不能完全覆盖北欧，"伽利略"系统却没有这个缺点。"伽利略"计划带来的经济利润是不容忽略的。欧盟的一项研究结果估计，发展卫星定位及导航技术仅在欧洲就可以创造出14万多个就业岗位，每年创造的经济收益将会高达90亿欧元，到2020年，"伽利略"计划的经济收益将达到740亿欧元。
目前，美国的全球定位系统为它的经销公司每年创造的销售额高达80亿欧元。美国联邦航空局预计，随着卫星定位及导航应用的日渐广泛，这一行业的销售规模在未来两到三年中还将会再翻一番。"伽利略"计划还将为欧洲带来巨大的社会效益。 "伽利略"卫星导航系统作为未来交通管理和测量系统的核心部分，将是降低有关成本、产生宏观经济效益的关键。
在公路导航系统应用阶段，旅行时间、交通堵塞、大气污染和交通事故每减少1％，就会节约2000亿欧元；在民用航空方面，相应的数字为大约5亿欧元。四、应用“伽利略”系统产生的社会和经济效益欧洲“伽利略”卫星定位系统的应用范围囊括了美国GPS系统，特别是在广阔的工业和民用市场以及在某些领域的具体应用中，将超过美国的GPS系统。
包括工业生产、工业控制、金融和日常生活中的各种精确授时，“陆海空”领域的车辆、集装箱和飞行器的导航、监控和调度，公安、消防和急救等特殊行业的及时派遣，测绘工作中的高精度测量，物探、地质、林业和农业等传统行业的地理信息采集，ITS智能交通系统中的交通管理和辅助驾驶，“数字地球”“数字城市”中的空间坐标的确立，以及存在着巨大市场空间的私家车的自主导航和个人出游导航等等，卫星定位系统的应用将越来越广泛和深入，其产生的社会经济效益也更加广泛和深远“伽利略”系统的经济效益来自于：“伽利略”系统的开发、建设及运营期间产生的数以万记的就业机会；到2025年，设备销售及出口将产生1350亿欧元的价值，并带来14。
6万个工作岗位；区别与目前美国GPS系统免费使用，“伽利略”系统为特殊用户提供的总的增值业务的经济效益将达到1250亿欧元等多方面。“伽利略”系统的社会效益来源于更多行业和更多用户利用该系统后，对地球资源的节约，高效率的生产等等，为空间科学的快速发展和人类的文明进步都有着深远积极的影响。
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