导航卫星的作用有哪些？

导航卫星不受天气的限制，可以为卫星、飞机、导弹、船舶、车辆、人员进行导航。导航卫星网由数十颗卫星组成，也称为导航卫星星座，具有全球覆盖能力。导航卫星按导航方式不同可分为测速和测距卫星，根据卫星运行轨道的高度可分为低轨道、中高轨道和地球同步轨道导航卫星。

目前世界使用最多的全球卫星导航定位系统是美国的GPS系统。它采用时间测距定位原理，可对地面车辆、海上船只、飞机、导弹、卫星和飞船等各种移动用户进行全天侯的、实时的高精度三维定位测速和精确授时。

GPS系统是由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成的星座。GPS卫星的轨道高度为20000km，星上装有10-13高精确度的原子钟。地面上有一个主控站和多个监控站，定期地对星座的卫星进行精确的位置和时间测定，并向卫星发出星历信息。用户使用GPS接收机同时接收4颗以上卫星的信号，即可确定自身所在的经纬度、高度及精确时间。

GPS系统的军用定位精度

俄罗斯也有类似的系统，名叫GLONASS系统。但由于俄经济困难，且卫星寿命短，星座不能保持足够数目，影响了其正常功能。

欧洲的伽利略系统也属于导航卫星星座，可能将在最近几年发射升空。

四类：美国GPS；

俄罗斯GLONASS；

欧洲伽利略；

中国北斗导航系统（建设中）

具体如下：

1.GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。

2.伽利略全球卫星导航定位系统统（简称：伽利略计划）是欧洲的卫星无线电导航项目，它始于欧洲委员会的提案并由欧洲航太局合作开发，中国是后期进入。它有利于发展新一代交通、电讯、农业和渔业领域的通用服务。迄今为止，这种会带来高额利润的科技仅被美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统掌握，这两者都是由军事机构控制和资助的，而“伽利略”将是世界上第一个基于民用的系统。“伽利略计划”旨在与美国GPS系统竞争。整个系统包括30颗导航卫星及相关地面设施，总投资约34亿欧元，其中中国出资2亿欧元，其余由欧盟支付。2002至2005年是“伽利略”的发展阶段，预计系统将从2006年进入部署阶段，2008年开始投入商业运营。届时，美国在这一领域的垄断地位将被“伽利略”系统打破。“伽利略计划”确定方位的误差仅1米，而美国的系统达10米。为此，美国正研制新型号的GPS－M系统，性能与“伽利略”不相上下，但要到2012年才能投入运作。支撑伽利略计划正常运行的整个工作被划分为6大部分，分为6个项目合同分包。今年1月，欧洲航天局与工业界签订了“系统支持服务项目”、“卫星项目”和“卫星发射服务项目”的三个合同。剩下的“地面基础设施完成项目”和“地面控制中心完成项目”两个合同预计将于2011年签署。

3.GLONASS是GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)的字头缩写，是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。

GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成，均匀分布在3个近圆形的轨道平面上，每个轨道面8颗卫星，轨道高度19100公里，运行周期11小时15分，轨道倾角64.8°。

与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式，根据载波频率来区分不同卫星（GPS是码分多址（CDMA），根据调制码来区分卫星）。每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz)，其中k=1～24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同，均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。

GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码：S码和P码。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。

GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m。

GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨，卫星采用三轴稳定体制，整量质量1400kg，设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。到目前为止，共发射了80余颗GLONASS卫星，最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。

为进一步提高Glonass系统的定位能力，开拓广大的民用市场，俄政府计划用4年时间将其更新为Glonass-M系统。内容有：改进一些地面测控站设施；延长卫星的在轨寿命到8年；实现系统高的定位精度：位置精度提高到10～15m，定时精度提高到20～30ns，速度精度达到0.01m／s。

另外，俄计划将系统发播频率改为GPS的频率，并得到美罗克威尔公司的技术支援。

GLONASS系统的主要用途是导航定位，当然与GPS系统一样，也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等。

起初，前苏联要用20年时间发射76颗GLONASS卫星。到1995年，俄罗斯只完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网，耗资30多亿美元，目前此卫星网由俄罗斯国防部控制。 GLONASS空间部分也由24颗卫星组成。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m。其应用普及情况远不及GPS。前一时期由于经济困难无力补网，原来在轨卫星陆续退役，目前在轨道上只有6颗星可用，不能独立组网，只能与GPS联合使用。

全球导航卫星系统是从1982年10月2日开始启动的。1993年9月拥有12颗卫星的这一系统正式运行。2005年该系统卫星集群的卫星从2004年的14颗增加到17颗。未来几年卫星集群将由使用寿命为7年的新一代“全球导航卫星系统-M”型卫星和使用寿命为10年的“全球导航卫星系统-K”型卫星扩充。

在联邦航天项目框架内，到2007年年底俄罗斯全球导航卫星系统计划将卫星集群的卫星数量增至18颗。

4.中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成，空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。中国北斗卫星导航系统建设遵循“先区域”再“全球”的“三步走”发展战略。从1994年北斗卫星定位试验系统开始建设，启动“第一步”发展战略，到2004年北斗卫星区域导航系统正式立项，再到2012年区域导航系统最终建设完成，实现“第二步”发展战略，自2000年以来的短短十余年时间，中国完成了16星的密集发射。根据“第三步”计划，到2020年，中国将建成由30余颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统，北斗导航系统建设完成后，中国也将成为继美国、俄罗斯之后又一个独立拥有导航系统的国家。 据中国卫星导航系统管理办公室介绍，北斗卫星导航系统自2011年12月27日正式宣布提供试运行服务以来，系统运行稳定，已逐步拓展到交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等应用领域，产生了显著的经济、社会效益。

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