伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用探討

摘要:伽利略系統(tǒng)是歐盟開展的第一個(gè)民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可提供高精度的定位服務(wù)，完全由非軍方控制和管理。它采用了最新科學(xué)技術(shù)，不僅在性能上高于美俄的定位系統(tǒng)，而且能與現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相互兼容，應(yīng)用前景十分廣闊。

關(guān)鍵詞:伽利略;衛(wèi)星導(dǎo)航;全球定位

中圖分類號(hào):V1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)13-0334-01

1 伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)簡介

Galileo系統(tǒng)是歐盟共同開展的第一個(gè)民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也是國際合作最為廣泛的導(dǎo)航系統(tǒng)。為了打破美國GPS和俄羅斯GLONASS壟斷全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的局面，能在未來的太空舞臺(tái)上占領(lǐng)一席之地，經(jīng)過多年的討論協(xié)商，歐盟首腦于2002年初正式簽署協(xié)議建設(shè)Galileo系統(tǒng)。

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，Galileo系統(tǒng)星座將由30顆中軌衛(wèi)星組成，軌道高度為23222公里，分布在傾角為56°的三個(gè)軌道平面上。系統(tǒng)提供開放式服務(wù)、商業(yè)服務(wù)、生命安全服務(wù)以及公共特許服務(wù)等功能。Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)還能夠接收頻段為406.0-406.1MHz的遇難搜救信號(hào)，成為全球海上遇險(xiǎn)安全系統(tǒng)的一部分。

1999年，來自歐盟的工程師就Galileo系統(tǒng)的各種概念達(dá)成共識(shí)，2003年5月26日正式通過Galileo第一期計(jì)劃，2004年，歐盟和美國就Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容性問題達(dá)成一致意見。計(jì)劃從2006年至2010年期間共發(fā)射30顆衛(wèi)星，于2010年投入運(yùn)行，項(xiàng)目總預(yù)算約為34億歐元，但由于經(jīng)費(fèi)問題，該計(jì)劃的第一個(gè)使用階段已經(jīng)被推遲到2014年。

在Galileo系統(tǒng)的建設(shè)過程中，歐盟之外的許多國家也紛紛加入。2003年9月，中國率先加入，并將向該項(xiàng)目投資2億歐元;2004年7月，以色列成為Galileo大家庭中的一員;2005年之后，印度等國家也相繼加入。

由于經(jīng)濟(jì)衰退和美國強(qiáng)烈反對(duì)，Galileo計(jì)劃差一點(diǎn)胎死腹中，進(jìn)度被一再延遲。

2 伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)

伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)在建設(shè)和維護(hù)過程中沒有軍方直接參與，將會(huì)成為第一個(gè)商業(yè)性質(zhì)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這是Galileo系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。

伽利略系統(tǒng)發(fā)送的實(shí)時(shí)定位信息精度高，這是現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備的。美國全球定位系統(tǒng)向別國提供的衛(wèi)星信號(hào)，定位精度只有10米，而“伽利略”的定位精度能達(dá)到1米，一位軍事專家形象地比喻說，GPS全球定位系統(tǒng)只能找到街道，而“伽利略”則可找到家門。

用戶對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、連續(xù)性工作的要求越來越高，Galileo在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就格外關(guān)注系統(tǒng)的完備性問題，盡力克服GPS系統(tǒng)易受干擾的缺點(diǎn)。GPS系統(tǒng)在使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無任何先兆的系統(tǒng)失效現(xiàn)象，而Galileo系統(tǒng)將最大限度地確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。位于兩極的用戶無法接收GPS信號(hào)，但可以接收到Galileo系統(tǒng)的信號(hào)。

伽利略系統(tǒng)可以與美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)兼容，且比后兩者更精確更安全。Galileo系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中充分考慮到未來與GPS系統(tǒng)共享信息的問題，為各個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)協(xié)同工作做好了準(zhǔn)備，未來的Galileo用戶將可以利用一個(gè)接收機(jī)同時(shí)接收GPS系統(tǒng)和Galileo系統(tǒng)的信號(hào)，進(jìn)一步提高定位精度。

對(duì)生命安全要求較高的場(chǎng)合，Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)能提供良好的服務(wù)保障，當(dāng)系統(tǒng)信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí)，Galileo系統(tǒng)將提供警告信息，接收機(jī)將拒絕接受來自失效衛(wèi)星的信號(hào)，有效保證了整個(gè)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。目前針對(duì)一般用戶的系統(tǒng)完備性警告時(shí)間設(shè)計(jì)指標(biāo)是6秒，可以完全滿足民用航空的要求。

總之，與美國的GPS和俄羅斯的GLONASS相比較，伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)具有更精確、更穩(wěn)定、更安全等特點(diǎn)，Galileo系統(tǒng)在借鑒GPS系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，從各方面盡力克服GPS系統(tǒng)的不足，在系統(tǒng)服務(wù)保障、系統(tǒng)完整性監(jiān)測(cè)等多方面均有所改進(jìn)，Galileo系統(tǒng)的建成將大大提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性和應(yīng)用領(lǐng)域。

3 Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用

Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)為用戶提供四種不同類型的服務(wù):免費(fèi)公共服務(wù)、商業(yè)服務(wù)、有關(guān)生命安全的服務(wù)以及公共管理服務(wù)。不同服務(wù)類型的精度指標(biāo)如下:

公開服務(wù):15-20m(單頻)、5-10m(雙頻);商業(yè)服務(wù):5-10m(全球，雙頻)、1-10m(局部，雙頻);公共事業(yè)服務(wù):4-6m(全球，雙頻)、1m(局部，雙頻)。

伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用范圍囊括了GPS系統(tǒng)，包括“陸海空”領(lǐng)域的車輛導(dǎo)航和調(diào)度，日常生活中的各種精確授時(shí)，測(cè)繪工作中的高精度測(cè)量，地質(zhì)和農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)的地理信息采集，公安和急救等特殊行業(yè)的及時(shí)派遣，ITS智能交通系統(tǒng)中的交通管理，“數(shù)字地球”中的空間坐標(biāo)確立，以及市場(chǎng)空間巨大的私家車自主導(dǎo)航等等，衛(wèi)星定位系統(tǒng)在日常生活中的應(yīng)用將越來越廣泛，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也將更加深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]溫浩，吳強(qiáng).五角大樓為何嫉恨伽利略[J].中國國防報(bào)，2004，(12).