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GPS替代品:5个其他重要的卫星导航系统

如今,GPS几乎已成为全球卫星导航系统(GNSS)的同义词。部分原因是GPS是最古老的导航系统。它于1978年由美国国防部启动,历史悠久,应用广泛。

与此同时,其他卫星导航系统例如GLONASS、北斗等其他重要产品正在崛起。在本文中,我们对这些GPS潜在的替代产品进行了列举和简介。

GPS替代品:当前主要卫星导航系统

1. NavIC

印度区域导航卫星系统(NAVIC)是一个由印度空间研究组织(ISRO)发展的自由区域型卫星导航系统,印度政府对这个系统有完全的掌控权。因为在敌对的状况下,无法保证可以取得GPS的信号,因此需要这个一个导航系统。印度区域导航卫星系统将提供两种服务,包括民用的标准定位服务,及供特定授权使用者(军用)的限制型服务。

GPS可以覆盖整个世界进行位置定位,而NavIC则主要覆盖印度和一些邻近地区。在印度,NavIC的精度相对优于GPS,这是因为NavIC卫星始终位于印度地区的直接视线内。印度将在未来几年内再发射至少5颗卫星。

2. GLONASS

如果有一种卫星导航系统在覆盖范围和准确性方面都接近GPS,那么它绝对是GLONASS。格洛纳斯(GLONASS),是俄语“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写。GLONASS由俄罗斯开发和运营,自1995年以来一直在运行。与GPS的31颗卫星相比,GLONASS拥有24颗卫星。为了使全球导航卫星系统正常工作,需要20多颗卫星,而俄罗斯自2010年以来一直在维护这个数量。

3.北斗GPS替代品

除此之外,GLONASS和GPS几乎都具有相同的轨道高度和周期,因此在某种意义上,两者在某种程度上是相同的。至于精度,GLONASS的定位精度为5-10米,已经接近于GPS的4-7米。

3.北斗卫星导航系统

中国北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDou Navigation Satellite System,简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。

北斗项目于2000年首次启动,旨在为其用户开发GPS替代产品。初期,北斗卫星数量只有2个,因此覆盖范围极为有限,而且准确性达不到要求。因此,在2012年和2015年,中国先后向地球轨道发射了10颗和15颗卫星,这使该系统更加庞大。

从2017年底开始,北斗三号系统建设进入了超高密度发射。北斗系统正式向全球提供RNSS服务,在轨卫星共39颗。2019年还将再发射5-7颗,2020年再发射2-4颗卫星后,北斗全球系统建设将全面完成。

就覆盖范围而言,北斗几乎与美国的GPS并驾齐驱。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。

毫无疑问,北斗是GPS的潜在替代品。

4. Galileo(伽利略)

伽利略计划是欧洲于1999年初正式推出的旨在独立于GPS和GLONASS的全球卫星导航系统。 他们于2005年开始开发,终于在2016年启用了伽利略计划。明确地说,伽利略是一个全球导航卫星系统,就像GPS和GLONASS一样。

全世界使用的导航定位系统主要是美国的GPS系统,欧洲人认为这并不安全。为了建立欧洲自己控制的民用全球导航定位系统,欧洲人决定实施“伽利略”计划。

伽利略系统是由欧盟主导的新一代民用全球卫星导航系统,耗资超过30亿欧元。系统由两个地面控制中心和30颗卫星组成,其中27颗为工作卫星,3颗为备用卫星。卫星轨道高度约2.4万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。

在工作机制方面,GPS和伽利略几乎都在同一平面上,但高度略高。话虽如此,伽利略在过去的几年中遇到了一些原子钟和微弱信号的问题。

5. 准天顶卫星系统(Quasi-Zenith)

准天顶卫星系统(QZSS)是日本开发的区域卫星导航系统,与印度的NavIC非常相似。QZSS在日语中也称为Michibiki,它具有四颗卫星的星座。日本于2010年启动了该项目,并于2018年推出了供公众使用的服务。与GPS相似,准天顶的目标是在日本和亚洲和大洋洲部分地区提供高精度和稳定的定位服务。尽管日本的卫星导航系统发展缓慢,但日本承诺到2023年再发射7颗卫星。

资料来源:维基百科

与NavIC相似,QZSS也遵循与日本坐标同步的“随时可见”的原则。它已将其卫星部署在地球同步轨道和地球同步轨道上,以确保至少有一颗卫星在日本始终可见。综上所述,日本的QZSS远不及美国的GPS,但它具有很大的前景。


目前,只有少数几个国家投资建设了本国的卫星导航系统,这主要是为了在空中袭击,潜艇和地面战争中保持自立。这里要注意的另一件事是,用户无法选择他们可以使用的GNSS系统。这完全取决于他们使用的智能手机硬件和导航应用程序。

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