2、俄羅斯GLONASS系統雄心勃勃
俄羅斯的全球衛(wèi)星導航系統(Global Navigation Satellite System)簡稱為GLONASS(“格洛納斯”)系統,由前蘇聯80年代初開始建立。GLONASS系統的組成和功能與美國的GPS相類似,也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制站和用戶設備三部分組成,具備定位與導航、授時、測速、大地測量與制圖等功能,F在由俄羅斯空間局管理。
GLONASS系統衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成,均勻分布在3個近圓形的軌道平面上,每個軌道面8顆衛(wèi)星,軌道高度19100公里,運行周期11小時15分,軌道傾角64.8°。GLONASS系統采用頻分多址(FDMA)方式,根據載波頻率來區(qū)分不同衛(wèi)星(GPS是碼分多址(CDMA),根據調制碼來區(qū)分衛(wèi)星)。GLONASS衛(wèi)星導航系統采用軍民合用、不加密的開放政策,目前提供2種導航信號:標準精密導航信號(SP)和高精密導航信號(HP)。
由于前蘇聯(蘇聯解體后為俄羅斯)衛(wèi)星和電子設計水平和美國有一定差距,GLONASS衛(wèi)星的平均使用壽命比較短暫,平均為3-5年,星座基本上一直處于低效運行狀態(tài)。之后又由于蘇聯解體后國力下降,GLONASS衛(wèi)星導航系統一直沒有較大的發(fā)展。2001年,俄羅斯政府通過“格洛納斯”導航系統聯邦目標計劃,宣布恢復該系統建設。2007年,俄政府取消所有“格洛納斯”系統的民用限制。
根據俄羅斯最新的“格洛納斯”系統發(fā)展計劃,將用新型的衛(wèi)星替換目前在軌工作但性能較差的原有衛(wèi)星。按照俄羅斯航天局的計劃,2011年年底前將發(fā)射GLONASS-M衛(wèi)星,到2015年將發(fā)射改良的GLONASS-KM衛(wèi)星。未來GLONASS系統將由30顆衛(wèi)星組成,包括27顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星。
目前GLONASS系統的市場規(guī)模較小,僅限于俄羅斯境內和周邊國家。即使在俄羅斯,終端設備和相關服務仍以GPS系統為主。從國家安全戰(zhàn)略和市場發(fā)展角度出發(fā),俄羅斯政府近年來加大了對GLONASS系統升級的投入步伐。俄羅斯聯邦航天局領導波波夫基2011年6月21日在第49屆巴黎航展上宣布,按照其 “2020年前GLONASS聯邦計劃”方案,俄羅斯將為GLONASS系統注資4020億盧布(約144億美元)。用于保持星座上的衛(wèi)星數目、研制新的衛(wèi)星、開發(fā)導航地圖、建設必要的地面設施、補充研發(fā)用戶設備等。
隨著俄羅斯GLONASS新一代系統的迅速發(fā)展,未來將成為全球衛(wèi)星導航產業(yè)中重要的組成部分。
3、歐洲GALILEO系統重新啟動
伽利略定位系統(Galileo Positioning System),是歐盟一個正在建造中的衛(wèi)星定位系統。1999年2月10日,歐盟執(zhí)行機構歐洲委員會(EC)公布了歐洲衛(wèi)星導航系統“伽利略”計劃,由成員國及其他地區(qū)國家共同參與,因各成員國存在分歧,計劃幾經推遲。目前已有2顆衛(wèi)星在軌,當完全建成時,GALILEO的空間段將由位于中高度軌道的30顆衛(wèi)星構成(包括27顆工作星,以及3顆備份衛(wèi)星),分別置于3個軌道面,軌道高度為23616公里,傾角為56度;衛(wèi)星質量為625kg,在軌壽命15年。
“伽利略”系統是基于民用的全球衛(wèi)星導航定位系統,能與GPS和GLONASS全球導航定位系統實現互操作。GALILEO可提供:公開服務(OS)(與GPS的標準定位服務相類似);生命安全服務(SoLS);商業(yè)服務(CS);公共特許服務 (PRS);及搜救(SAR)服務5種服務。
2011年9月13日,歐洲議會批準了歐盟伽利略衛(wèi)星導航系統的運作細節(jié)。根據這項計劃,伽利略衛(wèi)星導航系統將兼顧國防與民用目的。2014年開始啟用的伽利略衛(wèi)星導航系統可為民用車輛與船舶提供衛(wèi)星導航信號,同時也將為歐盟國家的警察與軍隊提供衛(wèi)星導航信號,并為重點基礎設施、交通系統、緊急搜救等提供服務。
按照歐盟的計劃,到2014年底,將有18顆GALILEO衛(wèi)星定位導航系統衛(wèi)星進入軌道。屆時將正式開始運營。
歐洲GALILEO系統發(fā)展雖一度延緩,但隨著歐盟各國發(fā)展其自有衛(wèi)星系統意見的統一,以及建設所需投資的確認,GALILEO系統有望在未來10年獲得較快的發(fā)展。依托歐盟地區(qū)發(fā)達的經濟水平,和歐盟國家政府的扶持,GALILEO系統將有廣闊的市場空間。
4、我國的北斗(COMPASS)系統后起直追
北斗衛(wèi)星導航系統是中國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統。按照國家的規(guī)劃,北斗衛(wèi)星導航系統的建設分為“三步走”:
第一步是試驗階段,這一階段我國的北斗衛(wèi)星導航系統稱為北斗一代系統,又稱為雙星定位系統。其原理是由地面控制中心通過衛(wèi)星向用戶廣播詢問信號,根據用戶響應信號測算出用戶到2顆衛(wèi)星的距離,再根據中心存儲的數字地圖算出用戶所在的位置。北斗一代系統于1994年開始研制,2000年發(fā)射2顆衛(wèi)星后正式開始運行(其后又發(fā)射1顆在軌備份衛(wèi)星)。相比于美國GPS系統,北斗一代系統的定位精度和覆蓋范圍都有較大的差距。但其具備一次傳送120個(最初為40-60個)漢字的報文通信功能,且可以進行雙向短報文通信,成為我國衛(wèi)星導航系統優(yōu)于其他系統的特殊功能。
第二步是發(fā)射組網階段,此階段計劃到2012年實現在軌14顆衛(wèi)星,建成覆蓋亞太區(qū)域的北斗二代區(qū)域系統。
第三步計劃在2020年左右,建成由35顆衛(wèi)星構成的全球衛(wèi)星導航系統,包括5顆地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星(3顆地球同步傾斜軌道(IGSO)衛(wèi)星及27顆地球中軌道(MEO)衛(wèi)星),形成全球覆蓋能力。
北斗二代系統提供兩種服務方式,即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區(qū)免費提供定位、測速和授時服務,其定位精度為10m,測速精度為0.2m/s,授時精度為20ns。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。
目前北斗二代系統已發(fā)射9顆衛(wèi)星,按照計劃,2020年建成由35顆衛(wèi)星組成的全球衛(wèi)星導航系統。
我國衛(wèi)星北斗導航系統雖然起步較晚,但一直保持較快的發(fā)展速度。隨著我國綜合國力的不斷提高,各行各業(yè)對更高性能導航設備的需求日益增長,都大大促進了北斗衛(wèi)星導航系統的發(fā)展,此外,我國良好的制造業(yè)產業(yè)優(yōu)勢也將保證北斗產業(yè)下游終端設備制造業(yè)的迅速發(fā)展,從而在不遠的未來,呈現出以我國自主衛(wèi)星導航系統為基礎,社會應用需求為依托,相關設備制造公司迅速崛起的極具潛力的北斗產業(yè)市場。