國外衛星導航系統發展現狀與趨勢

熊 超 ，劉宗毅，盧傳芳，烏 萌

（1.地理信息工程國家重點實驗室，西安 710054；2.西安測繪研究所，西安 710054；3.西安航天天繪數據技術有限公司，西安 710100）

0 引言

衛星導航系統能夠為地表和近地空間的廣大用戶提供全天時、全天候、高精度的導航、定位和授時服務，是拓展人類活動和促進社會發展的重要基礎設施。作為獨立自主的大國，建立本國的衛星導航、定位和授時系統，對保障各國經濟的正常運行和國防安全都至關重要。一個國家必須有自己獨立的坐標系統，要確定這個坐標系統，全球衛星導航系統是最重要的手段之一。如果沒有自己的衛星導航系統，勢必要依賴國外的衛星導航系統，其可靠性和安全性都很難得到保證。此外，建立衛星導航系統不僅能彰顯國家的綜合國力，而且能在世界上爭取到更多的話語權。

隨著世界經濟和科技的發展，國外主要國家和區域，都在不斷地發展和完善自己的衛星導航系統，如美國的全球定位系統（global positioning system, GPS），俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統（global navigation satellite system, GLONASS），歐盟的伽利略衛星導航系統（Galileo navigation satellite system, Galileo）[1]等。本文介紹了國外主要國家和區域衛星導航系統的發展情況，分析了其面臨的問題及發展趨勢，探討了國外衛星導航系統發展的趨勢對我國衛星導航系統發展的啟示。

1 國外衛星導航系統發展情況

全球衛星導航系統（global navigation satellite system, GNSS）是大多數國家現在和未來定位、導航、授時（positioning, navigation and timing, PNT）體系中的核心基石。近幾年來，美國、歐盟、俄羅斯等繼續推進和完善衛星導航系統建設，全球衛星導航系統建設步入新階段。另一方面，為了繼續掌握未來的“制導航權”，避免過度依賴GPS而帶來的巨大風險，美軍在推進建設第三代 GPS系統（the third generation of GPS system, GPS III）建設的同時，繼續尋求各類補充PNT解決方案，開發新的替代系統，加強自主可控，減少對GNSS的依賴，努力實現具有穩定可靠的高精度PNT服務能力，維持在PNT領域的技術優勢。

2018年，GNSS開始步入升級換代新階段。美國空軍發射了GPS III首顆衛星，開啟了GPS III系統建設的新紀元；Galileo完成現階段的部署并積極布局第二代 Galileo；GLONASS以提升信號精度和可用性為目標，預計在2019—2033年間發射4顆二代GLONASS-M衛星、9顆GLONASS-K衛星和33顆GLONASS-K2衛星。

1.1 美國GPS升級換代全面加速

2018年12月23日，由于技術和天氣原因而多次推遲發射的GPS III首顆衛星，終于成功發射并進入中地球軌道，此次發射也被美空軍稱為“一個新時代的開始”。

2019年10月以來，關于GPS III衛星的進展有：

1）GPS III SV01衛星于2019年7月完成了在軌測試，2020年 1月，第一顆 GPS III衛星設為“健康”狀態，開始播發偽隨機噪聲碼（pseudo random noise code, PRN04），傳輸新的民用信號L1C，正式提供服務。

2）GPS III SV02于2019年8月22日完成發射，據美國GPS世界網2020年4月2日的報道，第二顆 GPS III衛星已經通過嚴格的在軌運行測試，正式加入GPS星座，空間飛行器編號（space vehicle number, SVN-75）或者PRN-18。

3）2020年6月30日，美國航天部隊在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地，用美國空間探索技術公司（Space Exploration Technologies Corp.，SpaceX）的“獵鷹9號（Falcon 9）”運載火箭，成功發射了第三顆GPS III衛星（GPS III SV03）。

4）2020年11月5日，用SpaceX的“獵鷹9號”運載火箭，成功發射了第四顆 GPS III衛星（GPS III SV04），該星將成為星座中第23顆具有軍碼能力的衛星，距離形成全球覆蓋的24顆全能力M碼星座只差一顆了。

5）GPS III SV05正在進行環境測試，預計它將于2021年投入使用。

6）GPS III SV06已經被轉移到熱真空測試室，并開始測試。

7）GPS III SV07、SV08和SV09目前在裝配線上進行調試。

新的GPS III衛星能力有明顯提升：衛星壽命延長至 15年，是第二代 GPS衛星使用壽命的兩倍，精度較之前的第二代 GPS衛星提高了三倍，抗干擾能力提高了 8倍[2]。GPS III衛星可以依據實際需要，迅速關閉向特定地理位置發送的導航信號，第一代GPS衛星并不具備這種能力，第二代GPS衛星要關閉特定地區的導航信號，其操作也極為繁瑣。GPS III還增加了新的 L1C民用信號，將首次實現同其他 GNSS的兼容互通。隨著GPS III衛星的發射，美國將制定新的用戶端接收機標準，研制新的用戶端接收機，新的接收機使用者，將可通過Galileo及其它GNSS進行導航定位，可以進一步提高導航定位精準度和可靠性。

與此同時，美國也開始了GPS IIIF衛星的研制，GPS IIIF衛星計劃則采用了完全不同的管理結構，進展會更快。GPS IIIF被稱為GPS第八代衛星，計劃建造22顆，2026年發射首顆衛星，2033年發射完成全部衛星。新衛星研發已于2019年啟動，并將在2026年交付第一顆新型GPS IIIF衛星，美空軍稱之為GPS III的“新飛躍（new start）”。GPS IIIF衛星將在GPS III的基礎上，再增加3個有效載荷：①搜索和救援有效載荷，用于地理定位應急應答器，并為陷入困境的用戶提供快速援助與協調；②激光后向反射器陣列，它能夠從世界各地的測量地點，進行獨立測距和星歷驗證；③提供區域軍事保護功能，可以將更高的軍碼信號功率集中到某個目標區域，這使得接收機的操作距離干擾機比目前軍事信號的操作距離近 10倍以上。正在考慮在以后的GPS IIIF衛星上插入其他新功能，包括：在軌信號可編程性，部分由新的全數字導航有效載荷實現，可以從地面段上傳新信號并向用戶廣播；定向交聯，通過允許更頻繁地更新每個衛星的時鐘和星歷數據來提高信號精度；衛星彈性升級，以確保GPS衛星能夠在有爭議的條件下繼續運行。

GPS正在實施現代化改造，旨在提高系統的穩定性、定位與授時的精度、系統的可靠性以及抗干擾、抗毀傷與系統快速修復能力和導航戰能力[3-4]。GPS現代化計劃包括研發一系列具有新功能的衛星，主要包括：GPS IIR(M)、GPS IIF和GPS III。GPS現代化還包括控制部分，包括體系結構演化計劃（architecture evolution plan，AEP）和下一代運行控制系統（next generation operational control system，OCX）。2020年 5月 14日，美國軍事航天部隊第二太空作戰中隊，首次對GPS III衛星（航天器編號 75）進行機動控制，同時保持在軌位置不變。機動控制過程中，衛星導航信號關閉，以防止用戶接收到因衛星速度變化而產生的誤差數據。此次機動控制在一個特殊任務區域進行，對其他GPS衛星及其信號質量都沒有產生影響。這也是第二太空作戰中隊首次通過 AEP和 OCX完成新一代GPS衛星在軌機動控制，未來所有GPS III型衛星的相關操作和維護，也都將通過AEP和OCX完成。這次任務已經驗證了相關試驗方法、試驗流程等，它們也將成為后續操作的標準規范。美空軍在對下一代運行控制系統進行相關研制與設計的同時，加裝了多層防護安全結構，具備解決網絡安全與信息保證的能力，以此應對來自網絡方面的安全威脅。圖1為GPS空間和控制部分的升級計劃。

圖1 GPS空間段與控制段的現代化進程

據2019年4月30日報道，美國空軍正在考慮將 GPS星座納入軍事空間結構的重設計劃，該計劃或包含開發具有通用接口、可重新編程的有效載荷以及在軌衛星導航系統防御能力的模塊化衛星。此外，美國空軍研究實驗室（Air Force Research Laboratory, AFRL）的在軌數字波形生成器和導航技術衛星-3（navigation technology satellite-3,NTS-3）項目[5]，正在開發一種可重新編程的數字衛星導航有效載荷，它將搭載NTS-3進入地球靜止軌道，旨在演示驗證多項下一代 PNT技術，增強未來 GPS衛星的彈性，以更好地適應日益嚴峻的太空環境。NTS-3正在開發能夠實現軟件定義的 GPS接收器，以便能快速響應不斷變化的外部環境。與在軌信號發生器一樣，接收器可重新編程，從而增加了安全性和靈活性。NTS-3被作為下一代美國天基 PNT系統的培育和試驗驗證平臺，會拓展現有衛星導航技術的邊界，服務于未來的太空和全球挑戰。NTS-3將為新一代GPS接收器鋪平道路。它們將很容易滿足作戰人員的需求，并融入來自Galileo、GLONASS和北斗衛星導航系統（BeiDou navigation satellite system, BDS）導航衛星的信號。

1.2 俄羅斯積極部署GLOANSS-K2衛星

GLONASS-K2衛星不僅使用傳統的頻分多址（frequency division multiple access，FDMA）信號，還同時在所有GLONASS衛星的3個頻段上，搭載了碼分多址（code division multiple access，CDMA）信號[6]。新信號將使硬件造成的用戶測距誤差降低1個數量級，達到0.3 m，同時減少信號多徑影響，實現實時誤差低于 0.1 m的高精度導航。GLONASS-K2還將采用基于無源氫鐘的新頻率標準，進一步提升其性能。此外，為了提升城市區域內的信號可用性（此區域內用戶難以從仰角低于25°的衛星接收到信號），俄羅斯于2019年起開始研發高軌道GLOANSS衛星。高軌道GLONASS衛星將由分布在3個軌道平面上的6顆GLONASS-B衛星組成，新衛星基于GLONASS-K平臺設計，計劃于2023年發射首顆星，2025年完成部署，屆時GLONASS在東半球的導航精度將提高25%。

2019年6月，GLONASS-K2衛星的首席設計師表示，GLONASS-K2衛星將使GLONASS的精度從3～5 m提高到1 m以內。俄羅斯國家空間公司第一副總監，在2018年12月出版的《GPS World》（《GPS世界》）上撰文，對GLONASS-K2衛星將達到的精度給出了更精確的數字：“GLONASS-K2定義的任務需求，將用戶誤差定義為0.3 m，大大提高了GLONASS的用戶性能。”GLONASS-K2衛星將發射9個導航頻率信號，重約1 800 kg。GLONASS衛星將搭載核爆探測、無線電電子偵察等有效載荷，并不斷推進 GLONASS與其他系統的互聯互通，逐步建立起集定位導航、衛星通信、導航發射預警、核爆探測、氣象監測等多種功能于一體的天基綜合信息系統。俄羅斯計劃在 2021年發射第一顆GLONASS-K2衛星[7]。預計到2030年，GLONASS星座將完全由24顆GLONASS-K2衛星組成。

GLONASS由于受經費限制，正積極通過星基增強和地基增強技術，提供米級、亞米級的精確位置服務。據國防科技信息網2019年 4月11日的消息，俄羅斯計劃于2021年后，為GLONASS星座補充小衛星，名為“小 GLONASS”。 目前，GLONASS星座衛星已有三分之二超過有效壽命期，未來幾年需要對星座進行徹底更新。《新GLONASS聯邦專項計劃2021—2030年構想》中提出，研制重500 kg以下的新衛星，衛星將僅搭載導航儀器，重量為“GLONASS-M”衛星（1.4 t）的三分之一。

1.3 Galileo完成現階段部署并布局二代系統

2018年 7月 25日，Galileo再次成功發射四顆衛星。至此，Galileo完成組網，標志著Galileo完成階段部署工作。不過，Galileo建設的步伐并未就此放緩。為了確保Galileo的連續運行，歐洲航天局（European Space Agency, ESA）已訂購了第三批12顆衛星，準備作為在軌備份和替換2011年發射的較老衛星。目前，歐盟正在GNSS“地平線2020衛星導航項目（Horizon 2020 Satellite Navigation Programme, HSNAV）”的支持下，進行第二代 Galileo的系統與技術開發，ESA計劃于2024年發射如圖2所示的第二代伽利略衛星。

圖2 ESA計劃于2024年發射第二代Galileo衛星

2020年 8月 14日，ESA要求歐洲衛星制造商、德國不萊梅軌道高技術系統公司（Orbitale Hochtechnologie Bremen-System AG, OHB）、泰雷茲·阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space, TAS）與空中客車公司（Airbus Group）提交第一批伽利略第二代（Galileo second generation, G2）衛星的投標方案。ESA表示，G2星座最終將由 24顆運行的衛星和 6顆備用的衛星組成，可提供第一代Galileo衛星的所有服務和能力，并有重大的改進以及新的服務和能力，如靈活的數字化設計、更長的設計壽命；此外，衛星還能在軌道進行重新配置，更好地滿足用戶的需求和實際使用的需要。

2019年 5月，ESA的導航創新支持計劃（navigation innovation and support programme,NAVISP）研發項目合作伙伴公司，正在探索各種各樣的方法，重點研究衛星導航信號的抗干擾和欺騙技術。主要包括GNSS干擾檢測和分析系統，通過實時監測所有民用GNSS信號，自動檢測、分類和定位某一特定區域內所有的有意干擾源；開發德拉科納夫（DRACONAV）加固衛星導航模塊，結合硬件和軟件創新來對抗干擾和欺騙；創建一個利用軟件定義的無線電分析Galileo信號系統，為用戶檢驗信號是否真實或者被欺騙；評估海洋環境中多路徑和干擾對PNT信息的影響；開發先進的射頻干擾檢測、警報和分析系統（advanced radio frequency interference detection, alerting and analysis system, ARFIDAAS），提供更廣泛的頻譜覆蓋，搜索任何由有意或無意的干擾。NAVISP是歐洲航天局的一個項目，旨在為各成員國及其所屬行業共同開發創出新的天基PNT解決方案，在競爭激烈和快速發展的全球PNT市場上，為歐洲工業提供支持，同時進一步支持成員國增強其在該領域的能力。

2 國外衛星導航系統發展面臨的問題及發展趨勢

GNSS核心部件及軟件運行存在不穩定性，導致服務中斷。當前各國的導航系統的發展呈現出一個加速發展的趨勢。發展趨勢主要有：主要國家和區域對衛星導航系統進行全面升級更新，并增強系統的穩定性，增強衛星抗毀抗干擾能力；與增強系統進行深度結合/耦合，提升導航保障能力；開發新的替代系統，加強自主可控性，減少對GNSS的依賴。

2.1 衛星導航系統面臨的問題

2.1.1 GNSS導航服務穩定性有待加強

GNSS會受到諸如星載原子鐘故障或者地面軟件運行故障等因素，影響其提供的基本導航服務。例如Galileo在協調世界時（coordinated universal time，UTC）2019年 7月 10日 14—15時和 17時（北京時間 7月 10日 22—23時及 7月 11日 1時），出現3 h的數據中斷，衛星工作狀態、軌道、鐘差及服務性能均出現中斷，據專家分析，這是由于 Galileo廣播星歷沒有更新[8]，造成除了測試中的兩顆衛星外，其余22個衛星全數列為“無法使用”的情況，令Galileo陷入完全癱瘓狀態，使用Galileo的電子裝置均無法接收時間或定位信號。2019年7月13日，歐洲GNSS管理局（European GNSS Agency，GSA）再次發布警示，Galileo服務已全面中斷。從故障現象推斷可能是地面軟件運行故障造成輸入失敗引起的[8]。UTC時間2019年7月16日19時（北京時間2019年7月17日3時），Galileo終于恢復服務，各項監測參數正常。

2.1.2 GNSS基本導航服務難以滿足不斷發展的用戶需求

現有的衛星導航系統本身只提供基本導航服務。隨著用戶需求的不斷增加，行業用戶對導航服務性能提出了更高要求[9]。民航等生命安全領域用戶，對導航系統的完好性要求較高，而目前衛星導航系統本身遠不能達到民航用戶的完好性要求；測繪用戶主要關心精度，精度需求從分米級到毫米級不等；以自動駕駛為代表的智能交通用戶，對精度、完好性和高精度定位的實時性均有苛刻的要求；金融、電力等政府企業用戶，對授時的安全

性要求較高等[9]。現有的衛星導航系統難以在精度、完好性和高精度定位的實時性以及授時的安全性等方面滿足用戶需求，因此需要增強系統將衛星導航系統基本服務的能力加以提升。衛星導航增強系統是衛星導航系統建設中的一項重要內容，堪稱衛星導航系統的“能力倍增器”。通過增強系統的輔助，及配合GNSS的使用，可以提高GNSS的定位精度等導航性能，以滿足不同區域不同領域特殊的定位服務需求[9]。

2.1.3 GNSS抗干擾能力仍有待加強

2019年 4月，美國現代國防研究中心（The Center for Advanced Defense Studies, C4ADS）網站發布了一份報告，報告顯示，俄羅斯正在積極有針對性地使用和發展其在 GNSS欺騙能力方面的優勢，以實現其戰術和戰略目標。該報告的作者利用公開的數據和商業技術，檢測并分析了俄羅斯在克里米亞及敘利亞的 GNSS欺騙模式；他們分析了當前俄羅斯進行 GNSS欺騙活動的不同案例，來追溯欺騙活動發生的位置和使用的系統；該報告審查了俄羅斯全境、被占領領土和海外軍事設施的GNSS欺騙事件，發現自2016年2月以來，10個地點共發生了 9 883起疑似干擾事件，影響了1 311艘民用船只的導航系統。實施GNSS干擾的工具和方法正在迅速增加，世界各地發生此類事件的頻率也在穩步增加。對GNSS的攻擊，特別是對GPS的攻擊，在每一個戰場上會都構成一種積極的、緊迫的、破壞性的戰略威脅。因此，無論是軍用還是民用，都對GNSS抗干擾能力提出了更高的要求。

2.2 衛星導航系統發展趨勢

2.2.1 對現有系統進行全面升級更新，提高系統穩定性，增強衛星抗毀抗干擾能力

GPS現代化是美國為了更好地滿足軍事需要以及擴展GPS的民用市場，而對全球定位系統實施的一項更新計劃，通過衛星的升級換代，控制部分的改進，體系結構的演化，以及軟件定義的模塊化衛星研制部署等一系列升級更新措施，增強衛星系統的抗干擾性和穩定可靠性。通過不斷發射和部署GPS III衛星，啟動GPS IIIF衛星研制，以及提前研發導航技術衛星 NTS-3等一系列的動作，來實施現代化計劃，GPS的定位、導航和授時能力將得到進一步提高，將為美軍提供抗干擾能力更高和信號安全性更好的服務，同時可在未來作戰中，剝奪其他國家使用GPS的權力，加強GPS對美軍現代化戰爭中的支撐，增強導航戰能力，例如美軍在敘利亞戰場上，采取了區域信號關閉或者增強以及欺騙策略，阻止對方使用GPS或者使用欺騙GPS信號。俄羅斯將積極部署GLONASS-K2衛星，對現有 GLONASS衛星進行全面升級更新，提供導航系統定位性能。Galileo積極布局第二代Galileo的系統與技術開發，并重點研究衛星導航信號的抗干擾和欺騙技術。

2.2.2 加大與增強系統深度結合/耦合力度，顯著提升導航應用保障能力

目前，國外衛星導航增強系統主要分為星基增強系統（satellite based augmentation system, SBAS）和地基增強系統（ground based augmentation system,GBAS）兩大類[10]。星基增強系統如美國的廣域增強系統（wide area augmentation system, WAAS）、歐洲靜地軌道導航重疊服務（European geostationary navigation overlay service, EGNOS）和俄羅斯差分改正監測系統（Russian system for differential correction and monitoring, SDCM）等[11]，地基增強系統如美國的局域增強系統（local area augmentation system，LAAS）等。這些衛星導航增強系統，綜合使用了各種不同增強效果的導航增強技術，與衛星導航系統進行了深度結合/耦合，最終實現了其增強衛星導航服務性能的目的，顯著提升了導航應用保障能力。

據GNSS內參網站2020年5月18日報道，ESA與TAS簽訂了兩份EGNOS更新合同。第一份合同重點關注 EGNOS歐洲區域航空服務的升級，旨在提高能見度有限條件下的著陸安全性（從目前的一類盲降提高到二類盲降標準）。第二份合同重點研究將 EGNOS航空服務擴展到全球所需的相應調整和升級，其中涉及“高級接收機自主完整性監控（advanced receiver autonomous integrity monitoring，ARAIM）”設備以及Galileo的全球覆蓋范圍等相關問題。

近年來，全球低軌衛星星座的蓬勃發展，為低軌衛星導航增強系統的發展提供了新機遇。SpaceX的“星鏈（Starlink）”等互聯網星座正在積極建設部署之中。目前，美國已經在“下一代銥星”系統上，實現了導航增強功能，中國航天科技集團有限公司近年發展的全球低軌衛星移動通信與空間互聯網系統（即“鴻雁星座”），也將融合導航增強功能[9]。低軌導航增強與SBAS、GBAS等傳統的導航增強系統有著本質的區別，具有劃時代的意義，將推動衛星導航增強邁向一個嶄新的時代[9]。“下一代銥星”系統使用了衛星時間和位置（satellite time and location, STL）技術，該技術是美國衛星公司（Satellites Inc.）研制、應用低軌衛星的一種PNT技術。STL系統可以用于室內和“都市峽谷”等遮蔽區域，這一點恰恰能夠彌補GNSS基本導航服務性能缺陷。

2.2.3 開發新的替代系統，加強自主可控，減少對GNSS的依賴

盡管GPS III已于2018年12月發射了首顆衛星，但美國國會、國防部以及工業界都對尋找GPS的備份方案保持高度興趣。2019年1月，美國國會提高了一項名為“電子與電子設備”項目的預算，旨在開展GPS的地面備份系統的研究。據美國太空新聞網2020年2月12日報道，美國總統特朗普2月12日簽署了一項行政指令，名為“負責任地使用PNT服務，加強國家彈性能力”，要求聯邦政府努力提升基于GPS定位導航授時服務的安全性和彈性。該文件將指導各行政部門和相關機構，對基于GPS的關鍵基礎設施的服務中斷風險進行管控，這些部門涉及智能交通、精準農業、航空、海事等各個領域。美國商務部國家標準與技術研究部門，將負責制定PNT網絡安全指南，采取措施降低對GPS的依賴。美國國防部也表示，將與其它部門伙伴合作，共同降低基于GPS定位導航授時的服務風險。2019年2月，俄羅斯海軍建立了新一代精密導航無線電系統（newgeneration precision navigation radio system, RNS），名為“施普魯特-恩1（Sprut-N1）”，該系統能確定地理位置、速度和高度，精度優于 GLONASS和GPS。坐標由系統的地面站確定，地面站向軍艦和飛機發送編碼信號，RNS將提供校正信息，以提高坐標的精度。Sprut-N1 將與 GLONASS對接，成為其地面備份系統。這種集成，將升級俄羅斯的全球衛星導航系統。Sprut-N1將增加對軍艦、飛機和直升機的導航信息供應。

3 對我國導航系統發展的啟示

通過分析國外主要國家和區域衛星導航系統的發展情況，分析了其面臨的問題及發展趨勢，為我國導航系統的發展提供了一定的啟示，主要有三點：

1）加快技術創新及新型衛星研發，推動北斗三號全球衛星導航系統即北斗三號（BeiDou-3 navigation satellite system, BDS-3）繼續升級發展。加快技術創新及新型衛星研發，保持我國 BDS-3的先進性，提前布局下一代衛星導航系統衛星、下一代星座設計、下一代信號體制設計、地面運控和用戶終端的關鍵技術研究。研制高性能、高穩定性的星載原子鐘，擴展和完善 BDS-3的功能，加快建設部署BDS SBAS，建設導航增強型微納衛星星座，突破彈性PNT構建技術；開發具有通用接口、可重新編程的有效載荷、在軌衛星的智能化、模塊化。提高BDS-3的抗干擾和抗毀傷能力、生存能力、可靠性、穩定性、系統快速修復能力和導航對抗能力，提升系統服務性能，為 BDS-3的升級換代提供技術支撐。

2）加快實現導航通信一體化，加緊研制新型衛星導航應用裝備。加快實現導航通信一體化[12]、抗干擾能力強、自主運行的高精度導航系統，建設類似SpaceX的Starlink星鏈網絡，利用大量低軌衛星進行導航增強，實現衛星星座通信、導航、遙感等能力的高度融合。實現基于BDS的多系統融合的天基綜合信息網絡構建，為多用戶提供靈活接入能力，為其它空間飛行器提供精密測定軌、指控指令分發、信息中繼分發，滿足高精度與一般導航用戶的PNT需求。在衛星導航系統生存方面，隨著各國衛星導航系統的能力大幅提升，未來的導航對抗將更加激烈，BDS設備抗干擾能力在某些方面與 GPS用戶設備相比，仍存在一定差距，需要加緊研制體積更小、功耗更低、M碼接收/發送能力更強、抗干擾和防欺騙性能更優的和芯片/模塊[13]，實現軟件定義等更高性能的新型衛星導航應用設備，推動BDS應用向各個級別、各個方面深入發展，滿足不斷增長的各種需求。

3）加快形成全源融合導航能力，形成PNT服務的技術體系。加快形成全源融合導航能力，增強導航系統的可靠性和抗干擾性，積極發展不依賴BDS的高精度 PNT技術與手段，以便在BDS無法提供滿足需求的高精度PNT服務時，填補BDS的能力缺口，提供穩定可靠的高精度PNT服務能力。全源融合導航可基于衛星導航、慣性、視覺、天文、重磁導航等組合導航技術，形成集無線電、慣性、視覺、天文、重力和磁力導航于一體的全源導航能力。具備在復雜對抗環境下，提供精準可靠、連續穩定的PNT服務能力。重點突破全源融合導航的體系架構設計和多源融合導航算法，開展深空、地面、水下、室內等導航定位導航授時體系建設，以及微型定位導航授時終端的建設，初步建成基準統一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家PNT體系。開展PNT服務關鍵技術攻關，在量子導航、偏振光導航技術、光流導航技術、隨機信號導航技術、對抗環境下的空間時間與方向信息（space，time and orientation in confrontation,STOC）技術等先進導航技術方面取得重大突破，建成基準統一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家PNT體系。

4 結束語

世界各國都在加緊實施自身的衛星導航系統計劃，預計到 2022年，將有 120余顆導航衛星在軌運行，屆時可以利用多個GNSS進行導航定位服務；此外，衛星導航系統的頻率資源日趨緊張，為了謀求共同利益，保證對用戶的服務質量，衛星導航系統間加強兼容和互操作是不可避免的。與此同時，各國也在加緊進行導航對抗研究。目前BDS-3已全面建成，正式提供全球服務。積極跟蹤國外衛星導航系統的發展情況及發展趨勢，為我國導航系統建設提供參考意見和建議，追趕并超越世界導航技術的發展步伐具有重要意義。