全球導(dǎo)航定位系統(tǒng)，通常指能覆蓋全球范圍，為用戶提供全天候、全天時(shí)三維位置、速度和時(shí)間信息的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它是現(xiàn)代信息社會(huì)不可或缺的空間基礎(chǔ)設(shè)施，深刻影響著國(guó)防軍事、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和日常生活的方方面面。

中文全稱：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，英文全稱與讀音：GlobalNavigationSatelliteSystem，讀音：英[?ɡl??bl ?n?v??ɡe???n ?s?t?la?t ?s?st?m]

簡(jiǎn)稱：GNSS。這是國(guó)際通用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，泛指所有的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也包括它們的增強(qiáng)系統(tǒng)。

GNSS的基本工作原理是空間段的多顆衛(wèi)星持續(xù)向地面發(fā)射包含衛(wèi)星軌道位置和精確時(shí)間信息的導(dǎo)航信號(hào)。用戶端的接收機(jī)通過(guò)接收多顆（通常至少4顆）衛(wèi)星的信號(hào)，計(jì)算出信號(hào)從衛(wèi)星傳播到接收機(jī)的時(shí)間，從而解算出接收機(jī)在地球上的經(jīng)緯度、海拔高度以及精確的UTC協(xié)調(diào)世界時(shí)。它具有全球性、全天候、高精度、高效率等顯著特點(diǎn)。

二、全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)有哪幾個(gè)&全球六大導(dǎo)航系統(tǒng)&五大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

這幾個(gè)問(wèn)題本質(zhì)是同一核心的不同表述。通常，我們按系統(tǒng)覆蓋范圍和服務(wù)能力，將其分為兩大類：全球系統(tǒng)和區(qū)域/增強(qiáng)系統(tǒng)。

1.四大全球核心系統(tǒng)（通常所稱的“四大”或“五大”系統(tǒng)）

這是GNSS的核心組成部分，具備全球服務(wù)能力。

美國(guó)的GPS：由美國(guó)軍方研制和維護(hù)，是最早建成并投入使用的全球?qū)Ш较到y(tǒng)，向全球提供免費(fèi)服務(wù)。

俄羅斯的GLONASS：由俄羅斯研發(fā)，其特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，尤其在較高緯度地區(qū)性能更優(yōu)。

歐盟的Galileo：由歐盟主導(dǎo)的民用控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)精度高于GPS，尤其在安全性、可靠性方面有突出優(yōu)勢(shì)。

中國(guó)的BDS：由中國(guó)自主研發(fā)建設(shè)，是繼GPS、GLONASS之后第三個(gè)成熟的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。其特色是集成了導(dǎo)航與通信功能，具備短報(bào)文等獨(dú)特服務(wù)。

全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)

（“五大”的說(shuō)法有時(shí)會(huì)包含日本的QZSS，但其本質(zhì)是區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)，并非獨(dú)立的全球系統(tǒng)。）

2.區(qū)域及增強(qiáng)系統(tǒng)（構(gòu)成“六大”或更多系統(tǒng)）

這些系統(tǒng)本身不能獨(dú)立提供全球服務(wù)，但通過(guò)少量衛(wèi)星或地面增強(qiáng)，顯著提升了特定區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)航性能。

日本的QZSS：主要服務(wù)于日本及亞太地區(qū)，通過(guò)發(fā)射與GPS兼容且更強(qiáng)的信號(hào)，改善城市峽谷等地區(qū)的定位可用性和精度。

印度的IRNSS：又名NavIC，是一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，主要覆蓋印度及其周邊約1500公里的區(qū)域。

因此，全球六大導(dǎo)航系統(tǒng)通常指：GPS、GLONASS、Galileo、BDS、QZSS、IRNSS。

全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)不包括哪個(gè)國(guó)家

這個(gè)問(wèn)題需要從“獨(dú)立擁有和控制全球?qū)Ш较到y(tǒng)”的角度來(lái)回答。目前，能夠獨(dú)立擁有、控制并提供全球覆蓋服務(wù)的國(guó)家/實(shí)體只有四個(gè)：美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、歐盟。

因此，許多科技和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)，如日本、印度、英國(guó)、加拿大、澳大利亞等，雖然深度應(yīng)用并參與了某些系統(tǒng)的建設(shè)（如日本和印度擁有自己的區(qū)域系統(tǒng)，歐洲多國(guó)參與了Galileo），但它們并不獨(dú)立擁有和控制一個(gè)全球性的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。特別是英國(guó)在脫歐后，失去了對(duì)Galileo系統(tǒng)的完全訪問(wèn)權(quán)，正在計(jì)劃建設(shè)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

GNSS的定位原理是三邊測(cè)量術(shù)和時(shí)間同步的結(jié)合。

1.衛(wèi)星播發(fā)信號(hào)：每顆衛(wèi)星都搭載了極其精確的原子鐘，并持續(xù)廣播包含自身精確空間位置和信號(hào)發(fā)射時(shí)間的無(wú)線電信號(hào)。

2.接收機(jī)測(cè)量距離：用戶接收機(jī)接收到信號(hào)后，通過(guò)比對(duì)信號(hào)到達(dá)的時(shí)間與衛(wèi)星發(fā)射的時(shí)間，計(jì)算出信號(hào)傳播的時(shí)間差。將這個(gè)時(shí)間差乘以光速，就得到了接收機(jī)到該衛(wèi)星的偽距。

3.解算位置：理論上，通過(guò)測(cè)量到3顆衛(wèi)星的距離，就可以通過(guò)三個(gè)球面的交匯點(diǎn)確定用戶的三維位置（經(jīng)度、緯度、高度）。

但由于接收機(jī)使用的是成本較低的時(shí)鐘，與衛(wèi)星的原子鐘存在鐘差。這個(gè)鐘差會(huì)引入巨大的誤差。因此，需要將鐘差作為第四個(gè)未知數(shù)。所以，接收機(jī)需要同時(shí)接收到至少4顆衛(wèi)星的信號(hào)，建立四個(gè)方程，從而一并解算出用戶的三維坐標(biāo)和精確的鐘差。

任何一個(gè)完整的GNSS都包含三個(gè)核心部分：

空間段：由分布在特定軌道上的多顆導(dǎo)航衛(wèi)星組成的星座。例如，GPS需要24顆衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，而中國(guó)的BDS則由中圓地球軌道、地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星混合組成，以提供更優(yōu)的服務(wù)。

地面控制段：由主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站組成的地面網(wǎng)絡(luò)。負(fù)責(zé)追蹤衛(wèi)星、計(jì)算其精確軌道參數(shù)（星歷）和時(shí)鐘修正量，并將這些數(shù)據(jù)上傳給衛(wèi)星，確保衛(wèi)星播發(fā)的導(dǎo)航信息是準(zhǔn)確的。

用戶段：即各種類型的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收機(jī)。它們存在于手機(jī)、汽車、船舶、飛機(jī)和專業(yè)測(cè)量設(shè)備中，負(fù)責(zé)接收衛(wèi)星信號(hào)并解算出最終的位置、速度和時(shí)間信息。

一、北斗全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)

系統(tǒng)特色：

1.三種軌道混合星座：這是北斗的獨(dú)有設(shè)計(jì)，能提供更好的覆蓋性能，尤其在亞太地區(qū)。

2.導(dǎo)航與通信融合：是全球首個(gè)集導(dǎo)航、通信（短報(bào)文）于一體的系統(tǒng)。用戶不僅能定位，還能發(fā)送簡(jiǎn)短消息，在救災(zāi)、通信中斷等極端情況下意義重大。

3.高精度服務(wù)：提供面向行業(yè)的厘米級(jí)、毫米級(jí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位服務(wù)和面向大眾的米級(jí)定位服務(wù)。

發(fā)展歷程：從1994年啟動(dòng)北斗一號(hào)建設(shè)，到2020年完成北斗三號(hào)系統(tǒng)部署，正式為全球提供服務(wù)。

二、GPS定位

主導(dǎo)地位：GPS是目前全球應(yīng)用最廣泛、生態(tài)系統(tǒng)最成熟的系統(tǒng)，是GNSS的代名詞。

軍民兩用：提供兩種服務(wù)：標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（民用，精度約5-10米）和精密定位服務(wù)（軍用，精度更高）。通過(guò)廣域和局域增強(qiáng)系統(tǒng)，其民用精度可提升至厘米級(jí)。

現(xiàn)代化進(jìn)程：正在推進(jìn)GPSIII系列衛(wèi)星的發(fā)射，旨在提供更強(qiáng)大的信號(hào)、更高的精度和更好的抗干擾能力。

三、其他相關(guān)擴(kuò)展知識(shí)

A-GNSS：輔助全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向接收機(jī)提供衛(wèi)星星歷等輔助信息，能大幅縮短首次定位時(shí)間，并提升在弱信號(hào)環(huán)境下的定位能力。

RTK：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)。通過(guò)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的協(xié)同工作，能實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的高精度實(shí)時(shí)定位，廣泛應(yīng)用于測(cè)繪、無(wú)人機(jī)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

PNT體系：定位、導(dǎo)航、授時(shí)體系。未來(lái)，GNSS將與慣性導(dǎo)航、Wi-Fi定位、地磁導(dǎo)航等多種技術(shù)融合，構(gòu)建更加resilient（有彈性）、可靠、安全的綜合PNT體系，以應(yīng)對(duì)GNSS信號(hào)易受干擾和欺騙的脆弱性。