伽利略導航系統的特點與應用探討

摘要:伽利略系統是歐盟開展的第一個民用全球衛星導航系統，可提供高精度的定位服務，完全由非軍方控制和管理。它采用了最新科學技術，不僅在性能上高于美俄的定位系統，而且能與現有的衛星導航系統相互兼容，應用前景十分廣闊。

關鍵詞:伽利略;衛星導航;全球定位

中圖分類號:V1

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)13-0334-01

1 伽利略導航系統簡介

Galileo系統是歐盟共同開展的第一個民用全球衛星導航系統，也是國際合作最為廣泛的導航系統。為了打破美國GPS和俄羅斯GLONASS壟斷全球衛星導航系統的局面，能在未來的太空舞臺上占領一席之地，經過多年的討論協商，歐盟首腦于2002年初正式簽署協議建設Galileo系統。

根據設計方案，Galileo系統星座將由30顆中軌衛星組成，軌道高度為23222公里，分布在傾角為56°的三個軌道平面上。系統提供開放式服務、商業服務、生命安全服務以及公共特許服務等功能。Galileo導航系統還能夠接收頻段為406.0-406.1MHz的遇難搜救信號，成為全球海上遇險安全系統的一部分。

1999年，來自歐盟的工程師就Galileo系統的各種概念達成共識，2003年5月26日正式通過Galileo第一期計劃，2004年，歐盟和美國就Galileo導航系統和GPS導航系統的兼容性問題達成一致意見。計劃從2006年至2010年期間共發射30顆衛星，于2010年投入運行，項目總預算約為34億歐元，但由于經費問題，該計劃的第一個使用階段已經被推遲到2014年。

在Galileo系統的建設過程中，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。

由于經濟衰退和美國強烈反對，Galileo計劃差一點胎死腹中，進度被一再延遲。

2 伽利略導航系統的特點

伽利略導航系統在建設和維護過程中沒有軍方直接參與，將會成為第一個商業性質的衛星導航系統，這是Galileo系統的最大特點。

伽利略系統發送的實時定位信息精度高，這是現有的衛星導航系統所不具備的。美國全球定位系統向別國提供的衛星信號，定位精度只有10米，而“伽利略”的定位精度能達到1米，一位軍事專家形象地比喻說，GPS全球定位系統只能找到街道，而“伽利略”則可找到家門。

用戶對系統穩定性、連續性工作的要求越來越高，Galileo在系統設計之初就格外關注系統的完備性問題，盡力克服GPS系統易受干擾的缺點。GPS系統在使用過程中經常會出現無任何先兆的系統失效現象，而Galileo系統將最大限度地確保系統的穩定性。位于兩極的用戶無法接收GPS信號，但可以接收到Galileo系統的信號。

伽利略系統可以與美國的GPS系統和俄羅斯的GLONASS系統兼容，且比后兩者更精確更安全。Galileo系統在設計過程中充分考慮到未來與GPS系統共享信息的問題，為各個衛星導航系統協同工作做好了準備，未來的Galileo用戶將可以利用一個接收機同時接收GPS系統和Galileo系統的信號，進一步提高定位精度。

對生命安全要求較高的場合，Galileo導航系統能提供良好的服務保障，當系統信號出現問題時，Galileo系統將提供警告信息，接收機將拒絕接受來自失效衛星的信號，有效保證了整個系統的導航精度。目前針對一般用戶的系統完備性警告時間設計指標是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，伽利略導航系統具有更精確、更穩定、更安全等特點，Galileo系統在借鑒GPS系統優勢的同時，從各方面盡力克服GPS系統的不足，在系統服務保障、系統完整性監測等多方面均有所改進，Galileo系統的建成將大大提高衛星導航系統的可用性和應用領域。

3 Galileo導航系統的應用

Galileo導航系統為用戶提供四種不同類型的服務:免費公共服務、商業服務、有關生命安全的服務以及公共管理服務。不同服務類型的精度指標如下:

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

伽利略導航系統的應用范圍囊括了GPS系統，包括“陸海空”領域的車輛導航和調度，日常生活中的各種精確授時，測繪工作中的高精度測量，地質和農業等傳統行業的地理信息采集，公安和急救等特殊行業的及時派遣，ITS智能交通系統中的交通管理，“數字地球”中的空間坐標確立，以及市場空間巨大的私家車自主導航等等，衛星定位系統在日常生活中的應用將越來越廣泛，其產生的經濟效益也將更加深遠。

參考文獻

[1]劉基余.GPS衛星導航定位原理與方法[M].北京:科學出版社，2003.

[2]龐之浩.歐洲伽利略導航衛星[J].世界電信，2006，(3).

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