五花八门的定位导航授时系统

□ 靳 颖

美国国家P N T体系结构草拟的2025年演变基线体系结构包括下述天基和陆基系统及其增强服务。

全球定位系统（GPS），通常包括一个由24颗卫星组成的空间段及其相关控制段和用户段。它为世界各地的用户提供核心PNT能力。

GLONASS是一个多用途的天基无线电导航系统，由俄罗斯联邦航天局和俄罗斯国防部负责运行，用来满足民用、政府机构和军方的需求。

北斗，中国的卫星导航系统，用来为中国的军民用户提供定位、交通工具群组管理和精确授时信息分发。

伽利略系统是一个多用途的天基无线电导航系统，正在由欧盟委员会（E C）和欧洲航天局（E S A）共同开发，用来满足民间用户和政府用户的需求。它为全球用户提供高精度的时间和三维定位及速度信息。计划到2013年实现满星座业务能力。完整的星座将包括30颗卫星及相应的地面控制设施。

准天顶卫星系统（QZSS）是一个多用途的天基区域性无线电导航系统，由日本政府开发。它实质上是一个GPS增强系统。该系统正处在研究阶段，很快将进入工程研制和试验阶段。

印度区域导航卫星系统（IRNSS）是一个区域性卫星导航系统，由印度空间研究组织（I S R O）和印度国防研究开发组织（DRDO）共同开发。IRNSS还与印度的GPS区域增强系统系统工作。IRNSS将包括4颗GEO卫星和4颗非GEO卫星。

N A S A空间通信和导航体系结构（S C A）的设计目的，是为N A S A 2030年之前执行的空间探索与科学任务提供必要的通信和导航服务。该体系结构将覆盖地球、月球和火星，通过远程链路与地球相连实现多重网络化服务。该体系结构将为各种航天器提供无线电测量跟踪服务，支持通用时间基准下的时间分发。

罗兰（低频远程无线电导航系统） 是一种独立的双曲线无线电导航系统，水平覆盖了48个相邻的州及其海域，以及白令海峡以南的阿拉斯加大部。它为空中、陆地和航海用户提供定位、导航、授时服务。增强型罗兰具有国际标准定位、导航、授时的多模式服务。E罗兰将满足航空非精密进近、海港进入和靠近、陆地交通、精确授时和频率服务对精度、可用性、完好性和连续性性能的需求。它将是一个独立的、与GNSS不同的系统，允许各种用户群体在GNSS中断的情况下继续保持其安全、保密、环境和经济利益。

VOR/DME，此系统还有一个对应的军用系统塔康，能为空中用户在其整个非精密进近飞行阶段的航路导航提供方向和距离测定的导航服务。

仪表着陆系统（ILS），在美国仍是一个出色的支持精密进近的主要系统。GPS精密进近系统问世后，第II类ILS的作用将逐步降低。ILS将继续为主要终端提供精密进近服务。

航空非指向性信标（NDBS），是一些机场使用的非精密进近辅助装置。它们也用作罗盘定位器，一般要与一个ILS的外部标记联合使用，并作为航路导航辅助系统使用。

天文导航 包括使用光学设备观测星空并与已知的恒星目录进行对比，确定自身位置和方向/姿态。该方法也用于陆地、航海和航空用户导航。同样地，需要高指向精度来确定自身方位的航天器也使用星跟踪器作为敏感器。

TDRSS卫星增强服务（TASS）是把全球差分GPS（GDGPS）的实时差分修正电文广播到在轨卫星上，使之能进行精确自主轨道测定、科学处理、以及地球轨道运行规划。其主要功能包括提供空间网跟踪，为NASA科学卫星、航天飞机、国际空间站及其他NASA用户提供数据、话音和视频服务；还可以为NASA的用户星提供测轨和定位所需的用户导航数据。

GPS和GEO增强导航（GAGAN）系统是印度计划中的星基区域GPS增强系统，由印度联邦民用航空局投资，ISRO提供支持。其目标是发展低成本卫星导航系统，用7颗随时可见GEO卫星实现区域覆盖。

海事差分GPS（MDGPS）由美国海岸警卫队投资，用陆基基准站发送修正电文来提高GPS的精度和完好性，主要为航海用户服务。用来提供美国大陆海岸线、五大湖地区、波多黎各地区、阿拉斯加部分地区、夏威夷、密西西比河盆地的覆盖。MDGPS包括两个控制中心、48个遥控广播站，以及全球40个国家部署的类似广播站。

国家差分GPS（NDGPS），这是MDGPS的扩展，用陆基基准站发射修正电文，主要为美国大陆的内陆用户提供更高GPS精度和完好性。

陆基增强系统I类精密进近（GBAS）是一种GPS增强系统，部署在澳大利亚，并且正在德国、西班牙和美国进行试验。该系统用来支持I类航空精密进近。GPS的GBAS可以为飞机在飞行末段的高精度操作提供区域修正、完好性和飞行路径信息。

联合精密进近和着陆系统（J P A L S）将为军用飞机提供基于GPS/INS的精密仪表进近导引。

全球差分GPS（GDGPS）是一个全球无缝覆盖的高精度GPS增强系统，由喷气推进实验室研制，用来支持美国航宇局科学任务的实时定位、授时和环境监视。GDGPS还可以进行先进的实时GPS性能监视，支持美国空军的GPS运行，并支持多种其他实时产品和服务。

国家连续运行基准站（CORS）是GPS增强系统，由NOAA负责运行，该系统存档并分发从全球650多个站获得的GPS数据，用于精确定位和大气模型应用。CORS数据既可采用直接广播也可通过互联网分发。

国际GNSS服务（IGS）。IGS曾经称为国际GPS服务，被认为是一个国际科学服务组织，提倡开放数据和平等接入政策。在过去10年的时间里，IGS已经扩展成一个分布在全球80个国家、涉及200个组织，拥有350多个GPS监视站的协作网络。美国的NOAA、国家测绘局、海军天文台、国家地理空间情报局、国家科学基金会都是IGS成员。IGS任务是提供最高质量的数据和产品，作为GNSS标准来支持地球科学研究、多学科应用和教育，以及为其他社会发展项目服务。