全球导航定位系统

全球导航定位系统，通常指能覆盖全球范围，为用户提供全天候、全天时三维位置、速度和时间信息的卫星导航系统。它是现代信息社会不可或缺的空间基础设施，深刻影响着国防军事、经济社会和日常生活的方方面面。

中文全称：全球导航卫星系统，英文全称与读音：GlobalNavigationSatelliteSystem，读音：英[ˈɡləʊbl ˌnævɪˈɡeɪʃən ˈsætəlaɪt ˈsɪstəm]

简称：GNSS。这是国际通用的专业术语，泛指所有的全球卫星导航系统，也包括它们的增强系统。

GNSS的基本工作原理是空间段的多颗卫星持续向地面发射包含卫星轨道位置和精确时间信息的导航信号。用户端的接收机通过接收多颗（通常至少4颗）卫星的信号，计算出信号从卫星传播到接收机的时间，从而解算出接收机在地球上的经纬度、海拔高度以及精确的UTC协调世界时。它具有全球性、全天候、高精度、高效率等显著特点。

二、全球导航定位系统有哪几个&全球六大导航系统&五大卫星导航系统

这几个问题本质是同一核心的不同表述。通常，我们按系统覆盖范围和服务能力，将其分为两大类：全球系统和区域/增强系统。

1.四大全球核心系统（通常所称的“四大”或“五大”系统）

这是GNSS的核心组成部分，具备全球服务能力。

美国的GPS：由美国军方研制和维护，是最早建成并投入使用的全球导航系统，向全球提供免费服务。

俄罗斯的GLONASS：由俄罗斯研发，其特点是抗干扰能力强，尤其在较高纬度地区性能更优。

欧盟的Galileo：由欧盟主导的民用控制系统，设计精度高于GPS，尤其在安全性、可靠性方面有突出优势。

中国的BDS：由中国自主研发建设，是继GPS、GLONASS之后第三个成熟的全球卫星导航系统。其特色是集成了导航与通信功能，具备短报文等独特服务。

全球导航定位系统

（“五大”的说法有时会包含日本的QZSS，但其本质是区域增强系统，并非独立的全球系统。）

2.区域及增强系统（构成“六大”或更多系统）

这些系统本身不能独立提供全球服务，但通过少量卫星或地面增强，显著提升了特定区域内的导航性能。

日本的QZSS：主要服务于日本及亚太地区，通过发射与GPS兼容且更强的信号，改善城市峡谷等地区的定位可用性和精度。

印度的IRNSS：又名NavIC，是一个独立的区域导航系统，主要覆盖印度及其周边约1500公里的区域。

因此，全球六大导航系统通常指：GPS、GLONASS、Galileo、BDS、QZSS、IRNSS。

全球导航定位系统不包括哪个国家

这个问题需要从“独立拥有和控制全球导航系统”的角度来回答。目前，能够独立拥有、控制并提供全球覆盖服务的国家/实体只有四个：美国、俄罗斯、中国、欧盟。

因此，许多科技和经济强国，如日本、印度、英国、加拿大、澳大利亚等，虽然深度应用并参与了某些系统的建设（如日本和印度拥有自己的区域系统，欧洲多国参与了Galileo），但它们并不独立拥有和控制一个全球性的导航定位系统。特别是英国在脱欧后，失去了对Galileo系统的完全访问权，正在计划建设自己的卫星导航系统。

GNSS的定位原理是三边测量术和时间同步的结合。

1.卫星播发信号：每颗卫星都搭载了极其精确的原子钟，并持续广播包含自身精确空间位置和信号发射时间的无线电信号。

2.接收机测量距离：用户接收机接收到信号后，通过比对信号到达的时间与卫星发射的时间，计算出信号传播的时间差。将这个时间差乘以光速，就得到了接收机到该卫星的伪距。

3.解算位置：理论上，通过测量到3颗卫星的距离，就可以通过三个球面的交汇点确定用户的三维位置（经度、纬度、高度）。

但由于接收机使用的是成本较低的时钟，与卫星的原子钟存在钟差。这个钟差会引入巨大的误差。因此，需要将钟差作为第四个未知数。所以，接收机需要同时接收到至少4颗卫星的信号，建立四个方程，从而一并解算出用户的三维坐标和精确的钟差。

任何一个完整的GNSS都包含三个核心部分：

空间段：由分布在特定轨道上的多颗导航卫星组成的星座。例如，GPS需要24颗卫星来实现全球覆盖，而中国的BDS则由中圆地球轨道、地球静止轨道和倾斜地球同步轨道卫星混合组成，以提供更优的服务。

地面控制段：由主控站、注入站和监测站组成的地面网络。负责追踪卫星、计算其精确轨道参数（星历）和时钟修正量，并将这些数据上传给卫星，确保卫星播发的导航信息是准确的。

用户段：即各种类型的卫星导航信号接收机。它们存在于手机、汽车、船舶、飞机和专业测量设备中，负责接收卫星信号并解算出最终的位置、速度和时间信息。

一、北斗全球导航定位系统

系统特色：

1.三种轨道混合星座：这是北斗的独有设计，能提供更好的覆盖性能，尤其在亚太地区。

2.导航与通信融合：是全球首个集导航、通信（短报文）于一体的系统。用户不仅能定位，还能发送简短消息，在救灾、通信中断等极端情况下意义重大。

3.高精度服务：提供面向行业的厘米级、毫米级实时动态定位服务和面向大众的米级定位服务。

发展历程：从1994年启动北斗一号建设，到2020年完成北斗三号系统部署，正式为全球提供服务。

二、GPS定位

主导地位：GPS是目前全球应用最广泛、生态系统最成熟的系统，是GNSS的代名词。

军民两用：提供两种服务：标准定位服务（民用，精度约5-10米）和精密定位服务（军用，精度更高）。通过广域和局域增强系统，其民用精度可提升至厘米级。

现代化进程：正在推进GPSIII系列卫星的发射，旨在提供更强大的信号、更高的精度和更好的抗干扰能力。

三、其他相关扩展知识

A-GNSS：辅助全球卫星导航系统。通过移动通信网络向接收机提供卫星星历等辅助信息，能大幅缩短首次定位时间，并提升在弱信号环境下的定位能力。

RTK：实时动态差分定位技术。通过基准站和流动站的协同工作，能实现厘米级甚至毫米级的高精度实时定位，广泛应用于测绘、无人机、精准农业等领域。

PNT体系：定位、导航、授时体系。未来，GNSS将与惯性导航、Wi-Fi定位、地磁导航等多种技术融合，构建更加resilient（有弹性）、可靠、安全的综合PNT体系，以应对GNSS信号易受干扰和欺骗的脆弱性。