摘要：本文较全面地介绍了导航定位技术发展的历史进程，科学地阐述了陆基导航技术和星基导航定位系统对人类的重大贡献，着重介绍了美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗和欧盟Galileo四大卫星导航定位系统，客观地分析了全球卫星导航定位系统在现代社会生活中的重要作用，尤其揭示了当今世界在卫星导航定位这一新兴技术领域的激烈竞争和发展方向。
关键词：导航；定位；卫星；全球定位系统；发展；沿革
所有的动物，当他为了某一目的需要离开已在位置时，都存在往什么方向移动、找方向的问题。当草原上的羊群找不到暮归的路时、当人们在森林中迷失方向时、当一艘孤舟在汪洋大海中漂泊时，他们多么需要为他们领路、导向。实际上，在有生命的世界中，时时刻刻都存在导向事件。随着人类文明的不断进步，人们从刀耕火种的原始时代逐步发展到了有车、有船，甚至有了飞机、飞船、卫星的现代社会，导向的含义发生了根本性的外延和扩展。Navigation源于海洋中船舶的航行，开初人们是通过罗盘、天文等手段对航行在海洋中的船舶进行导向和领航，后来发展到陆地车辆以及空中飞行器的领航，以致Navigation逐渐被译成“导航”。
“导航”一词从广义上讲主要有两方面的活动范畴，一是直观的、容易实施的，即在已知方向或路线的情况下给客体领路、导向，把客体带向目的地，比如车队在领航员的带领下行进，船舶沿着罗盘给定的方向航行。二是控制型的、较复杂的，其实质是通过实时测定运动客体在途的位置（坐标）、速度、时间或姿态等动态参数，进行数据分析和计算，确定一条科学的路线和一个科学的行驶方案，然后利用操作系统引导和控制运动客体沿着已确定的路线行驶，行驶过程中还要进行实时的纠偏和修正，如现代技术的船舶航行、飞机飞行、火箭发射以及装备了导航装置的各类车辆的行驶等等。
“导航”主要涉及的是运动客体的“方向”，而实际上一个客体的准确定位显得更为重要。无论客体是静止还是运动的，当它实时所在的位置参量确定后，也随之能确定表征该客体状态的一系列重要参量。例如，知道一辆失窃的汽车在大地坐标系中的坐标参数后，就能知道该车所处方位和具体的所在地点，为破案提供有效手段；在获取了飞行中飞机的动态点位值后，就能计算出它的速度、加速度、飞行轨迹，并为其下一步飞行方案的决策提供依据。可以说定位是导航的基础，有了准确的定位，才能有科学的导航，定位即是广义上的导航，也包含了比导航更宽的活动范畴。纵观这一领域从陆基导航技术到星基导航定位系统的发展沿革也充分地说明了这一点。所以，现代生活中用的较多的单词“导航”、“全球定位”应该是人类社会不断发展、科学技术不断进步的一种表征。
1、陆基导航技术
从一般意义上讲，可以把那些将导航设施（或媒介）置于陆地上、导航信号作用范围限于电离层以下的空间、陆地和海洋上的导航行为，都统称为陆基导航，这些导航信号一般沿地面传播、或沿地面与电离层之间来回反射而传播的很远。从原始的灯塔、目视地物标记、罗盘到无线电导航技术，人类已经发明和制造了各种各样的陆基导航仪器与设备。
①、罗盘
远古就有、现代仍在利用的罗盘导航应属于一种古老、原始的，但又是非常实用的陆基导航技术。它利用地磁场南北极的属性，将两极磁体做成叫做罗盘的仪器来方便地测定客体所处方位，它在任意位置都能准确地给出某一方向或角度值。类似于罗盘的仪器已有许多，它为人类带来了诸多的方便。
②、无线电信标
在第二次世界大战之前，由于飞机飞行和船舶航行的需要，尤其是战争的需要，人们发明了无线电信标（RD radio beacon）系统。无线电信标是设立在地面固定点的连续波发射机，采用全向天线。用于航空导航的无线电信标称为航空无线电信标，也叫无方向信标（NDB nondirectional beacon），飞机上的机载设备叫自动测向仪（ADF automatic direction finder）或称为无线电罗盘；利用天线的方向性，ADF能测出NDB相对于飞机轴线的方位，它主要用于飞机着陆时寻找初始进近点；由于该系统的价格低廉，所以至今的民航飞机和大部分军用飞机仍装备ADF。用于航海的叫海用无线电信标。无线电信标是人们普遍认同的世界上第一个无线电导航系统。
③、一系列陆基无线电导航系统
自20世纪20年代末开始，在无线电信标的启迪下，各国竞相开展无线电导航技术的研究，先后推出了一批又一批的装置和系统。这些系统中，如奥米伽（Omega）、微波着陆系统（MLS microwave landing system）、仪表着陆系统（ILS instrument landing system）、罗兰C（Loran C）、伏尔（VOR very high frequency omNI-directional range）、测距器（DME distance measuring equipment）、塔康（TACAN tactical air navigation）等都是较成熟的、被普遍应用的技术成果。
---奥米伽
奥米伽（Omega）是采用双曲线定位法的超远程无线电导航系统，发射频率为3-30kHz的连续波，在地表面与电离层之间形成绕地球传播的球形波导，使用巨型天线和特大的发射功率。该系统原理由皮尔斯于1947年提出，由美国海军电子实验室负责实施，六十年代取得突破性进展，1966年实验台开始发播信号，1969年第一台奥米伽接收机诞生；随后，美国在北达科塔建成了第一座奥米伽发射台，到1985年，建成了分布在挪威、阿根廷等地的8个发射台构成的奥米伽系统，第一次实现了导航信号的全球覆盖，所以说奥米伽是最早能实现全球性、全天候、连续使用的无线电导航系统。但随着GPS的推广应用，奥米伽系统已于1997年9月关闭。
---伏尔
伏尔（VOR）是甚高频全向导航系统，于上世纪四十年代末开始研制。它主要是为飞机提供准确的方位信息。它是通过发射两个30Hz的正弦波，并根据此两正弦波的相对相位与飞机相对于地面台的方位成正比的原理而实现测方位的。伏尔通常与测距器（DME）和战术航空导航设备（TACAN）组合使用，这是因为混装的系统不仅能给出方位数据，而且还提供距离信息。在美国， VOR/DME、VOR/TACAN的组合构成了飞机的“空中高速公路”。
---测距器
测距器（DME）是为飞机提供距离信息的近程航空导航系统。通过测量机载设备与地面台之间询问-应答脉冲的传播时间而测出飞机离地面台的距离。由于应答能力有限，一个地面台最多允许与110架飞机的机载设备配合工作。DME的技术源自于二战期间广泛应用的三雷达信标系统，后经二十多年的不断改进与完善，于1961年正式投入使用，通常是与VOR组合使用。
---塔康
塔康（TACAN）是战术航空导航系统的简称，是为军用飞机同时提供方位和距离信息的导航系统。于1955年研制成功，现在大多数国家仍广泛用于空军和海军的航空兵导航。塔康的工作频率、脉冲制式、测距原理、可容纳飞机容量和覆盖范围均与DME相同，而方位测量则与伏尔有较大差异，但方位测量精度与伏尔相当,约为±2.5º。由于塔康地面台天线比伏尔小,所以适合于机动和舰装。
---仪表着陆系统
仪表着陆系统（ILS）是专门用于引导飞机着陆的仪表式系统，它有别于早期航海者的灯塔引导、大多数飞行着陆所依据的地物标记等目视基准，是完全用仪表控制实现飞机的着陆。上世纪三十年代研制成功，起初主要用于军方，四十年代末被用于民航，五十年代侧重于该系统可靠性的提高和增设监护措施，六十年代引入固态化技术，七十年代末完成了自动化仪表着陆系统的研究，主要装备于美、英、法国。由于ILS系统存在场地限制、频率通道少等缺陷，以致在八十年代初美国政府转向支持微波着陆系统的开发。
---微波着陆系统
以微波着陆系统（MLS）替代ILS的研究开始于1967年，于八十年代研制成功并投入运行，它是为飞机提供位置信息和地空数据信息以实现准确进近与着陆的引导着陆系统。MLS地面台发射的2个扇形波分别在覆盖空间的水平和垂直方向扫描，机载接收机测量这两个扇形波束的时间差，从而得到距地面台的方位和仰角。与ILS相比MLS具有一系列突出优点，如它的信号覆盖区域大、能满足各种飞机在进近、着陆、复飞的需要，即可适应直入式，也可适应分段折线、曲线式进场，增强了在多山地区的适应能力；具有多达200个互不干扰的通道（ILS仅40个）；天线小，大大放宽了建台的限制。但是，九十年代中期美国又热衷于星基导航技术的发展，导致了ILS、MLS、星基导航相互竞争并在一段时期内并存的局面。
---罗兰C
Loran（罗兰）是远程导航的缩写，罗兰C（Loran C）是于五十年代末在第二次世界大战中期成功研制罗兰A的基础上改进并投入使用的远程双曲线导航系统，1974年向民用开放。罗兰C的地面发射系统是由至少3个发射台组成的台链，彼此精确同步。用户接收来自2个台的信号时，只要测出它们到达的时间差，便知道自己处于一条以这两个台为焦点的双曲线上；同时又测出另外两个台信号的时间差，便又得知处于另一条双曲线上；显而易见，用户必然处于这两条双曲线的交点上，从而可确定出用户的位置。从1945年到1974年，罗兰仅由美、苏两个大国掌握，苏联建立了类似于罗兰C的恰卡（Chayka）导航系统，后加拿大加入美国的罗兰C应用体系，八十年代中期国际航空界正式启用罗兰C，随后欧盟建立了多个罗兰C台链，日本、韩国、我国、印度也都相继建了台链。到目前为止，全世界共建成了30多个罗兰C台链。在陆基无线电导航系统中，罗兰C的用户是最多的，大多数是用于航海，也用作航空和陆上导航。虽然GPS的问世对罗兰C的应用有较大影响，但罗兰C具有它的独到之处，不可能完全被GPS所取代；若把罗兰C与GPS组合使用，则将在覆盖范围、实用性、完善性等方面得到改善。
2、星基导航定位系统
虽然各种各样的陆基无线电导航系统至今仍被广泛应用，而且在某些领域发挥了极其重要的作用，但它们普遍存在定位精度低、信号覆盖范围有限等问题，难以满足现代航空、航海、军事及陆地车辆的高准确度导航定位的需要。所以，以GPS为代表的星基导航系统应运而生。自人造地球卫星问世以来，人类在星基导航定位技术的研究上投入了大量的人力和财力，走过了艰苦奋斗、不断创新、硕果累累的半个世纪，取得了巨大成功，翻开了导航领域崭新的一页，开创了空间技术为人类造福的新纪元。
①、苏联的第一颗人造地球卫星
原苏联于1957年10月4日成功发射了世界上第一颗人造地球卫星，这颗卫星的发射在证明人类在空间技术领域又取得重大突破的同时，它主要是用于科学研究和空间考察，包括空间各类信息的采集，跟踪、定轨、通讯、卫星性能考查等实验。当该卫星发播信号时，它作为一个已知的空间信号源，为人类获取相关的信息资源，开展测距、定位、导航研究搭建了一个世界共享的技术平台。可以说，它是星基导航技术的启明星。
②、卫星多普勒导航系统
A、美国的子午卫星导航系统（TRANSIT）
美国霍普金斯大学应用物理实验室的韦芬巴赫等学者在苏联这颗卫星入轨不久，在地面已知坐标点上对其进行跟踪并捕获到了它发送的无线电信号，测得它的多普勒频移，进而解算出了苏联卫星的轨道参数，掌握了它在空间的实时位置。根据这一观测结果，该实验室的麦克雷等学者提出了一个“反向观测”设想：有了地面已知点可求得在轨卫星的空间坐标；反之，如果知道卫星的轨道参数，也能求解出地面观测者的点位坐标。随后通过一系列的理论计算和实验验证，证明这一设想是科学、可行的。1958年上半年，美国又派侦察船跟踪苏联向太平洋发射导弹时又发现，如果知道导弹轨迹，就可推算出船的位置，这一发现正好是与以上设想不谋而合。1958年12月，美国海军委托霍普金斯大学应用物理实验室开始研制基于上述“反向观测”原理的世界上第一代卫星导航系统。即把在轨卫星作为空间的动态已知点，通过测量卫星的多普勒频移，解算出观测者（舰艇）的在途坐标数据，进而实现军用舰艇等运动客体的导航定位。这一系统称为美国海军卫星导航系统（navy navigation satellite system）,简称NNSS。由于该系统的卫星通过地球的南北两极上空，即卫星是沿地球的子午圈轨道运行，所以又称为子午卫星导航系统，简称TRANSIT。1959年9月发射了第一颗子午实验卫星，到1961年11月先后将9颗试验性子午卫星送入轨道。经过反复的实验研究，攻克了卫星导航的许多关键技术，取得了一系列重大技术突破，于1963年12月发射了第一颗子午工作卫星，后又陆续发射，形成了由分布在6个轨道上的6颗工作卫星所构成的子午卫星星座。轨道离地高1070km,卫星运行周期约为107min。在该星座信号的覆盖下，在地球表面上任意一个观测者，一般在2小时的间隔内就可观测到该星座中的一颗卫星（或两颗）。子午卫星均以频率为400MHz和150MHz的微波信号作为载波向用户发送导航电文。TRANSIT的用户设备是多普勒接收机，接收导航电文，测量该信号的多普勒频移，并从导航电文中获得在视卫星在轨道中的实时点位和时标信息，然后依此解算出观测者的坐标参数。为了提高多普勒频移的测量精度，一般采用半分钟的多普勒累计计数作为一个观测值。TRANSIT投入运行的初期只为军方和特殊用户服务，导航电文是保密的。1967年7月29日美国政府宣布对TRANSIT的导航电文进行部分解密而供民用。随之，世界上许多国家迅速开展了利用TRANSIT进行定位和导航技术的应用研究。TRANSIT在为各国的军事、民用提供有效服务的同时，人们对它的关注和全方位的投入也大大推进了这一新兴领域的快速发展，因为这是人类第一个星基导航定位系统。
B、苏联的奇卡达系统（CICADA）
在美国TRANSIT系统的诱导和启迪下，苏联海军于1965年建立了类似于TRANSIT的、称之为CICADA的卫星导航系统。该系统由12颗卫星构成星座，轨道高1000 km，卫星运行周期约为107min,卫星发送的信号频率同样为400MHz和150MHz，但只有150MHz的信号作载波来发送导航电文，而400MHz的信号仅用于削弱电离层效应的影响。该系统主要服务于苏联军方和国内，尽管苏联没有公开这些电文的具体内容，但还是逐渐被人们破译了。
C、法国的多利斯定轨定位系统（DORIS）
法国于八十年代研究建立了基于多普勒定位原理的星载多普勒定轨定位系统（DORIS doppler orbitography and radio-positioning integrated by satellite）,采用子午卫星导航系统导航定位的“反向”工作模式，5天测量的定位精度可达到数十厘米。
人们把基于测量多普勒频移的TRANSIT、CICADA和DORIS系统称作卫星多普勒导航技术，自从该技术于20世纪60年代问世以来，随着导航电文的部分公开和逐步解密，在世界范围内得到了广泛的应用，这不但是因为它的“全球性”、“动态性”和“全天候”属性，更是因为其导航或定位的精度随卫星定轨误差的减小而显著提高。单机定位精度可达米级，多机联测定位精度达亚米级。我国于八十年代引进TRANSIT接收机，南极考察队于1984年底至1985年初，用MX1502型多普勒接收机在南极长城站上进行定位测量，不但精确地测得了设在南极乔治岛上长城站的地理位置（南纬62º12´59".811±0".015,西经58º58´52".665±0".119,高程43.58±0.67m）,而且测得了南极长城站至北京的距离为17501949.51 m。在狂风暴雪的南极乔治岛上能够如此精确地进行定位测量，这在卫星多普勒导航技术出现之前是望尘莫及的。
③、美国的GPS
尽管TRANSIT在导航技术的发展中具有划时代的意义，但它存在观测时间长、定位速度慢（2个小时才有一次卫星通过，一个点的定位需要观测2天），不能满足连续实时三维导航的要求，尤其不能满足飞机、导弹等高速动态目标的精密导航要求。于是在六十年代中期，美国海军提出了“Timation”计划，美国空军提出了621B计划，并付之实施。但在发射了数颗实验卫星和进行了大量实验后发现各自都还存在一些大的缺陷。所以在此背景下，1973年美国国防部决定发展各军种都能使用的全球定位系统（GPS Global Positioning System）,并指定由空军牵头研制。在项目的实施中，参加的单位有美国空军、陆军、海军、海军陆战队、海岸警卫队、运输部、国防地图测绘局、国防预研计划局，以及一些北大西洋公约组织和澳大利亚。历时20多年，耗资数百亿美元，于1994年3月10日，24颗工作卫星全部进入预定轨道，GPS系统全面投入正常运行，技术性能达到了预期目的，其中粗码（C/A码）的定位精度高达20m，远远超过设计指标。GPS是现代科学的结晶，它的推广应用有力地促进了人类社会进步。
④、苏联的GLONASS
各国不但在GPS的应用研究和GPS信息资源开发方面给予了巨大的投入，而且不少国家和地区正在积极地研制自己的卫星导航系统。前苏联在总结第一代卫星导航系统CICADA的基础上，吸收了美国GPS系统的经验，研制称之为GLONASS（GLObal NAvigation Satellite System）的全球导航卫星系统。1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星，1996年1月18日完成24颗卫星在轨。GLONASS的单点定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m。
GLONASS与GPS类似，也由星座、地面控制和用户设备三部分组成。空间星座由24颗GLONASS卫星组成，其中21颗工作卫星，3颗在轨备用卫星，分布在3个近似为园的轨道面上，每个轨道上均匀分布8颗卫星，卫星运行周期11小时15分，轨道面互成120度夹角，轨道偏心率为0.01，轨道离地高度约19390km，每颗卫星质量为1400kg，这样的分布可以保证地球上任何地方任一时刻都能收到至少4颗卫星的导航信息；GLONASS卫星上装备有高稳定度的铯原子钟，星载设备接收地面站的导航信息和指令，对其进行处理，生成导航电文向用户广播和控制卫星在轨的运行。地面监控部分包括位于莫斯科的控制中心和分散在俄罗斯整个领土上的跟踪控制站网，负责搜集、处理GLONASS卫星的轨道和信号信息，向每颗卫星发射控制指令和导航信息，实现对GLONASS卫星的整体维护和控制。用户设备通过接收GLONASS卫星信号，测量其伪距或载波相位，结合卫星星历进行必要的处理，便可得到用户的3维坐标、速度和时间。
GLONASS与GPS除了采用不同的时间系统和坐标系统以外，最大区别是 GLONASS系统采用频分多址，即发射的伪随机噪声码是相同的，发射的频率是不同的，根据载波频率来区分不同卫星，每颗卫星发播的两种载波频率分别为L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz)，其中k=1～24为卫星的频率编号。而GPS是码分多址，即发射的频率相同，均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz，而伪随机噪声码是不同的，根据调制码来区分卫星。
现由俄罗斯国防部控制的GLONASS系统是一种星基定位、导航和授时的全球导航卫星系统，耗资40多亿美元，历时20多年，到目前为止，已先后发射了80余颗GLONASS卫星，由于其工作寿命仅3-5年，绝大部分卫星已退役，由于前苏联的解体造成经济衰退，致使发射补网卫星出现困难，较长时间的在轨卫星不到10颗，所以GLONASS系统一直处于降效运行状态；近几年加快了补网发射，以致目前在轨有16颗。GLONASS系统目前面临的最大问题是资金短缺，正在寻求对外合作以弥补经费不足，2004年与印度签定了合作协议。同时，在90年代俄罗斯制定了GLONASS渐进增强计划并付诸实施，即将GLONASS更新为Glonass-M系统，改进地面测控设施，延长卫星在轨寿命至8年，将定位精度提高到10～15m，授时精度提高到20～30ns，速度精度达到0.01m／s，将发播频率改为GPS的频率，已得到美国的技术支援；轻便的、工作寿命在10年以上第三代GLONASS-K卫星也正在研制中；计划在2008年恢复至少有18颗卫星在轨的GLONASS正常运行状态。
俄罗斯对GLONASS系统采用军民合用、不加密的开放政策，不象GPS那样采取人为降低精度的措施，已先后两次公开GLONASS的接口控制文件，向全球用户提供民用服务，以致人们把GLONASS视为从技术水平、应用范围、战略意义到领域发展都可与美国GPS抗衡的星基导航系统，从而打破了美国对卫星导航独家垄断经营的局面。欧洲方面也表示，将投入运行的伽利略系统不仅与GPS，而且要与GLONASS兼容。所以，尽管GLONASS的发展面临许多困难和不利，但它仍然是世界星基导航领域的主角之一。
⑤、我国的北斗卫星导航系统
GPS是美国军方控制的军民共用系统，目前对世界开放，我们中国也可以免费接收GPS信号，但美国人并不承诺保证你的使用，他可以随时收费和对你关闭系统，尤其是在战时。因此，“中国也必须要有自己的卫星定位系统”。所以我国于“九五”立项，其工程代号为“北斗一号”。2003年5月25日，我国在西昌将第三颗“北斗一号”送入太空，与2000年发射的前两颗一起构成了我国完备的卫星导航定位系统，即北斗卫星导航系统，简称CNSS，这是我国自行研制的区域性卫星定位与通信系统，它标志着我国成为继美国GPS和俄罗斯GLONASS后，在世界上第三个建立了完备的卫星导航系统的国家，该系统的建立将对我国国防和国民经济建设发挥重要作用。
北斗卫星导航系统与GPS和 GLONASS类似，由星座（两颗地球同步卫星、一颗在轨备份卫星）、地面控制系统（控制中心和标校系统）和用户设备等三部分组成。卫星定点于东经80度和140度的离地高36000公里的地球同步轨道上，覆盖范围为北纬5°一55°，东经70°一140°，定位精度100米，设立标校站之后为20米，授时精度约100ns，用户容量为每小时54万户。采用主动式有源双向询问--应答定位，即首先由地面控制中心向两颗卫星发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播；用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，再经卫星转发回控制中心；控制中心接收并解调用户发来的信号，根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理，解算出用户所在点的三维坐标，再经加密后发送给用户。由于在定位时需要用户向卫星发送定位信号，根据传播信号的时间差计算用户位置，所以被称为“有源定位”。
北斗卫星导航系统和GPS的主要区别是技术体制，GPS是一个接收型的定位系统，用户只要接收就可以做定位了，不受容量的限制。而北斗系统的最大优势是具有导航定位和通信的双重功能，虽然容量有限，但它的通讯功能让它拥有巨大的应用前景，有专家称北斗系统是一个生命线工程，配有北斗接收设备的求救者可在一秒钟内发出呼救信号并随即能得到控制中心的响应和施救，如大地震后我们所有的有线系统都可能瘫痪，而北斗系统作为一个空中监视系统则可及时报告灾情位置和发送相关信息；在战时北斗系统可为中国军队提供精确制导，为战场的士兵提供准确的战场环境资料。
我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制， 70年代后期以来国内先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案，以及多星的全球系统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，最后确定为有源三维双星系统。目前改进型的“北斗二号”正在研制中，预计2010年建成与GPS原理基本一致的、覆盖中国本土的新一代区域性卫星导航定位系统，可为我国陆地、海洋、空中和空间的各类军事和民用提供多种业务保障，尤其对提高我国国防现代化有着重要的意义。
⑥、欧盟体的伽利略系统（Galileo）
海湾战争和科索沃战争期间，美国限制GPS的使用给欧洲人敲响了警钟，增强了欧盟建立自己的、不受美国控制的卫星导航定位系统的决心。同时，随着GPS逐步向民间开放，它已逐渐成为一个年产值达千亿美元的大产业。欧洲发展卫星导航系统，涉及到重大的政治与经济利益，一方面是不“受制于人”，另一方面可为欧盟各国带来巨大的商机，大大提高欧盟的经济竞争力。所以，从20世纪90年代起，欧盟就开始酝酿建立自己的全球卫星导航系统， 1998年欧盟15国决定制定一个卫星导航系统的建设计划，1999年初名为Galileo （伽利略）的卫星导航系统计划出台。该系统的星座由均匀分布在3个轨道中的30颗卫星组成，每个轨道上9颗工作卫星和1颗备用卫星，轨道离地高约24000公里，计划总投资35亿欧元，所需资金中近三分之二是来自私营公司及投资者。Galileo系统是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，多用于民用，但也用于防务，它可提供3种服务信号：对普通用户的免费基本服务，加密且需注册付费的服务，供友好国家的防务等需要的高精度加密服务，其精度依次提高，用户可根据需要进行选择。
Galileo与GPS比较具有一些明显的优势，一是定位精度高，Galileo定位误差在1米之内，远优于GPS的 10米，有专家形象地评价说：“如果GPS可以发现街道，Galileo就能够找到车库门”；二是Galileo的轨道位置比GPS高，可覆盖全世界所有地方，而GPS系统尚不能完全覆盖北欧；三是工作卫星多6颗，在同一地点可观测到的卫星比GPS多,能解决GPS系统解决不了的“城市森林”现象；四是它能与GPS、GLONASS系统相互兼容，Galileo接收机可以采集各个系统的数据或者通过各个系统数据的组合来实现定位导航的要求。
按原计划Galileo系统的所有30颗正式卫星将于2006年至2010年间分批发射升空，定位服务将最早于2008年开始展开。但欧盟已提前于2005年12月在哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心由俄罗斯“联盟-FG”火箭将Galileo 系统的首颗实验卫星“GIOVE-A”发射升空。国际评论称：这标志着欧洲正式迈向“空间技术”，开始了与美国的空间竞争！。Galileo计划带来的经济效益是巨大的。欧盟的一项研究结果估计，发展卫星定位及导航技术仅在欧洲就可以创造出14万多个就业岗位，每年创造的经济收益将超过100亿欧元，仅出售航空和航海终端设备一项，就可在2008年到2020年收入数百亿欧元，到2020年，预计的经济收益将达到2700亿欧元。这无疑意味着美国将丧失大量的收入和就业机会；同时，更精确、更安全、更稳定的Galileo 系统完全有可能取代GPS而成为这一领域的国际标准。所以，在Galileo系统的筹划和实施中，一再受到美国的百般阻挠，美国甚至扬言要摧毁Galileo系统。
与GPS的另一个显著的区别是Galileo 为开放式，欢迎其他国家加入。我国一开始就对Galileo 计划表现出巨大热忱。2003年9月，中国与欧盟正式签署了《伽利略卫星导航合作协定》，确定中国以“平等的合作伙伴”身份参与该计划，中国成为Galileo 计划的第一个非欧盟成员，中国将总计注资2亿欧元，这也是中国迄今为止最大的国际科技合作项目，而中国也取得了该系统的部分所有权和全部使用权。同时，陆续加入该计划的国家还有以色列、乌克兰、印度、摩洛哥、沙特阿拉伯、俄罗斯等，除此以外阿根廷、澳大利亚、巴西、加拿大、智利、日本、马来西亚、墨西哥、挪威、韩国、巴基斯坦等国加入“伽利略计划”也正在酝酿和进行中。
⑦、其它系统
对于卫星导航定位系统来说，无论是GPS、Glonass，还是Galileo，它无疑是维护一个国家安全的重要体系，这种安全绝不仅仅是军事安全本身，也包括经济、政治、文化等方面的一系列安全。所以，不少国家和地区都在策划建立自己的卫星导航定位系统,以争取在这一领域的自主权和主动性。印度正在开发能与GPS、GLONASS和Galileo 系统相连接的卫星导航系统，计划2007年投入使用。日本将投入2000亿日元，建成由3颗卫星组成的“准天顶卫星系统”，该系统可以和GPS并用，定位精度高达十几厘米，预计在2008年投入使用后的12年内，会有6万亿日元的经济效益。加拿大的主动控制网系统（CACS）、德国的卫星定位导航服务系统（SAPOS）等正在实施中。
3、结束语
综上所述，随着人类文明的不断进步和科学技术的快速发展，从原始时期的找方向、领路，发展到后来的陆基导航，以致现在的全球卫星导航定位系统，可以说这是几千年人类社会进步的一个缩影，它是伴随着人们生产、生活的需要而发展起来的。目前，世界上共有四套卫星导航定位系统，包括已投入运行的GPS、Glonass和正在建设中 Galileo等三套全球卫星导航定位系统和我国的区域性北斗卫星导航定位系统。这些卫星导航系统在给人们带来极大的方便、造福于人类的同时，它已形成为一个新兴产业并成为21世纪最热门的投资领域之一，它是继通信、互联网之后的第三个新的经济增长点，已在北美、欧洲以及其它地区得到了广泛的应用并产生了巨大的经济效益。显而易见，建设卫星导航定位系统不仅经济效益显著，而且更是一个国家国防能力和综合实力的重要体现。展望未来，不断完善现有的系统，设计和建设能满足社会进步所提出的新要求新需要的、全世界和平共享的新的一代又一代的全球卫星导航定位系统应该是人们永远追求的目标。
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基金项目：国家科技基础条件平台重点专项（2003DIA6N016）
作者：刘美生（1951-），男。研究员，主要从事计量测试技术研究及科技管理，尤其在光电技术及机动车运行安全性能检测方面有深入研究。
