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目前世界主流的導航系統包括：美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國的北斗以及歐洲的伽利略。
其中最早出現的是GLONASS和GPS，在上世紀中葉出現在蘇聯和美國，用于軍事。幾十年后，這些最初的軍事發展幾乎可以向地球上的每一個人提供服務。
本文內容包括：
GLONASS（格洛納斯）是俄羅斯制造的全球衛星導航系統。它自 1950 年代后期開始創建，但僅在 21 世紀零年代才在民用領域廣泛使用。它目前屬于俄羅斯聯邦
經常有人說“ GLONASS是GPS的類似物”，但事實并非如此。蘇聯科學家比美國人更早地開始創建衛星導航系統：在蘇聯，該技術的基礎是在 1958 年開發的，而在美國，他們在 1959 年第一個人造地球發射后考慮使用航天器進行導航蘇聯的衛星。
格洛納斯發展史
首先，讓我們弄清楚如何使用 GLONASS 確定坐標。它是使用在地球上空約 19,000 至 20,000 公里的軌道上的幾顆衛星組成的網絡進行的。當您想知道自己的位置時，您的 GLONASS 設備將至少檢測到其中四顆衛星。接下來，將測量來自衛星的信號到達您的設備所需的時間，然后計算到每個衛星的距離。由于衛星的坐標在任何時候都是已知的，因此這些距離可用于計算接收器的當前地理位置。
為了覆蓋整個地球表面， GLONASS導航系統的軌道星座必須包括至少 24 顆衛星。有了這樣的數字，至少有 4 個衛星位于每個用戶的“可見性”區域。這就是確定對準確地理定位很重要的四個參數所需的時間：X 和 Y 坐標、Z 高度以及衛星時鐘與用戶設備時鐘 之間的時差。
導航系統的工作原理
在撰寫本文時，GLONASS 軌道星座包括 26 顆衛星，其中一顆處于進入系統的階段。
截至 22 年 7 月 14 日 GLONASS 航天器的當前位置
GLONASS 在技術上與 GPS 有何不同
GPS全稱Global Positioning System，是美國開發的全球定位系統。它使用與 GLONASS 相同的定位原理。截至2022年6月，GPS星座共有31顆在用衛星。然而，GPS 和 GLONASS 一樣，只有 24 顆衛星就足以覆蓋整個地球。
軌道群對比
GLONASS 和 GPS 系統之間存在很多技術差異，但其中絕大多數對普通用戶來說并不重要。讓我們詳細討論主要的，除了我們已經提到的衛星數量的差異：
衛星的位置
GLONASS 衛星放置在三個平面上，它們以 64.8° 的標稱角度向赤道傾斜，并以 11 小時 15 分 44 秒的周期旋轉。它們與地球的自轉異步移動。這提供了一個穩定的軌道系統，與 GPS 軌道不同，它幾乎不需要對航天器軌道進行校正。此外，即使將幾顆衛星帶出軌道，這也不會影響俄羅斯聯邦領土上的導航可用性。反過來，GPS 衛星在六個平面上，傾斜約 55° 并同步轉動——它們需要地面校正站來進行準確的地理定位。
數據傳輸方法
衛星傳輸的信息使用不同的協議進行加密：GLONASS 具有 FDMA，這是一種更耗能的協議，但具有更好的數據保護；GPS具有經濟且安全性較低的CDMA。
定位誤差
對于 GLONASS，它是 3-6 m，對于 GPS，它是 2-4 m。
覆蓋范圍
GLONASS 覆蓋了俄羅斯聯邦全境的 100% 和地球的 70%。另一方面，GPS 可以在任何地方工作，除了極圈附近的緯度 - 問題在于軌道的傾角。
事實上，對于普通用戶來說，衛星運行的軌道和高度、地面跟蹤站如何向他們傳輸信息、如何進行計算，這些都沒有區別。他在確定地理位置時不需要“外科手術式”的準確性。然而，幾米的誤差對于民用和軍用航空、大地測量學和制圖學以及確定陸地邊界可能具有決定性意義。在地面基礎設施和更復雜的導航設備的幫助下，GLONASS 和 GPS 都可以提供精確到幾毫米的坐標。
GLONASS 和 GPS 之間的主要區別：
系統 | GLONASS | GLONASS |
衛星高度 | 19100公里 | 20180公里 |
星座中的衛星數量 | 26 | 31 |
地理定位精度 | 2.5米 | 6–8м, <0.715м |
第一次開始 | 1982年 | 1978年 |
世界上還有其他導航系統。例如，伽利略歸歐盟和歐洲航天局所有。數十個國家正在參與該項目的開發，包括東南亞和拉丁美洲的國家。順便說一句，大部分伽利略衛星星座都是使用俄羅斯聯盟號運載火箭發射到軌道上的。
伽利略系統的衛星高度為 23,222 公里
與 GLONASS 和 GPS 不同，伽利略不受任何州的國防部控制。同時，在歐盟立法層面，允許歐洲國家軍隊 在軍事行動中使用該系統。
盡管做出了種種努力，但花了十多年的時間才部署完整的伽利略軌道星座，而且工作遠未結束。部分衛星已停止服務，不在使用或在測試模式下運行。2019年夏天，發生了一次重大故障，在此期間，所有客戶都無法獲得伽利略導航信息，長達數天。最后，一個改進系統對黑客攻擊的保護的項目拖了好幾年。
中國開發的另一個大型衛星導航系統是北斗。組成中國的北斗衛星導航系統的衛星中，有5顆地球靜止軌道衛星和30顆中高軌道衛星組成，其中30顆中高軌道衛星高度為2.13－2.15萬千米。
北斗衛星導航系統的研制
北斗系統具有以下特點：
一是北斗系統空間段采用三種軌道衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區性能特點更為明顯。
二是北斗系統提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。
俄羅斯航天局和中國衛星導航委員會目前正在努力確保北斗和GLONASS的互補性。兩國專家承諾，在不久的將來，俄羅斯和中國的系統組合將在俄羅斯和中國提供更穩定的信號和更高的導航精度。
如果其中一個導航系統被關閉會怎樣？
全球導航系統的排列方式是，在技術上不可能在個別國家的領土上完全禁用任何一個系統。即使是最近對美國和俄羅斯領土上建站的對等禁令，也只是讓人無法測量到小于1分米的距離。美國站繼續接收和轉發GLONASS信號，而俄羅斯的基礎設施則以GPS、伽利略和北斗導航數據等方式運行。
哪個導航系統更好
說任何一個系統比另一個差或好是不正確的。
不同國家地面跟蹤站的國家運營商指出，在某些緯度上，一個系統比另一個系統運行得更好。例如，在北緯地區，GLONASS 可能比 GPS 更準確，在南非緯度地區反之亦然。 效率取決于許多因素。
獲得更高的坐標確定精度：
使用支持兩個或更多導航系統的設備時，例如 GLONASS + GPS + 北斗。這種“多系統”用于運輸（飛機、公共汽車等）和關鍵基礎設施。
使用能夠接收和處理來自地面基礎設施的附加校正信息的高精度專業設備時。
在適當的寬范圍校正系統中使用“原生”設備時。也就是說，GLONASS - 在俄羅斯聯邦和鄰國以及北緯地區，北斗 - 在中國，伽利略 -在歐洲，GPS - 在美國和赤道附近。
