伽利略卫星导航系统(1)
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星定位系统一．GPS系统（美国）二．北斗系统（中国）三．GLONASS系统（俄罗斯）四．伽利略卫星导航系统（欧盟）GPS系统（美国）GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资近200亿美元，于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。
GPS利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。
它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。
如今，GPS已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。
GPS系统概述GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。
（1）空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。
（2）控制部分控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。
（3）用户部分GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。
主要功能：导航测量授时标准：全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 18314-2001 Specifications for global positioning system (GPS) surveys种类：GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。
段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
系统构成北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。
中国正在实施北斗卫星导航系统建设，已成功发射16颗北斗导航卫星。
根据系统建设总体规划，2012年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。
Galileo E1导航信号质量分析与评估
Galileo E1导航信号质量分析与评估杨德进;卢晓春;王雪【摘要】对高增益天线采集的3颗伽利略导航卫星播发E1民用信号进行质量评估,详细介绍码片波形、功率谱、相关函数和S曲线偏差和峰均比等导航信号分析方法,针对同频率、同相位、同带宽导频与数据分量基带波形相互缠绕问题,提出采用多周期累加平均算法获得单分量基带信号,同时提出功率补偿算法解决多路复用信号功率分配导致相关损失难以计算的问题.Matlab软件分析结果表明,提出的算法可行有效,最后得出综合因素对测距精度的影响,在0.15码片的相关间隔内,Galileo E1民用信号的测距误差不超过0.42 ns.此研究方法与研究结果对我国全球卫星导航系统的建设具有借鉴意义.【期刊名称】《时间频率学报》【年(卷),期】2017(040)003【总页数】15页(P178-192)【关键词】Galileo E1信号;信号质量评估;CBOC调制;Interplex调制【作者】杨德进;卢晓春;王雪【作者单位】中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学天文与空间科学学院,北京100049;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京100049【正文语种】中文【中图分类】TN911.6伽利略（Galileo）卫星导航系统是欧盟以民用为目的而独立自主地设计开发的一套全球卫星导航系统（globa1 navigation satel1ite system，GNSS），Galileo 系统是由欧盟和欧洲空间局一起创建、开发[1]。
Galileo系统设计由30颗位于地球中轨道卫星、3个两两间隔120°的轨道面构成，2005年12月28日发射一颗测试卫星GIOVE-A，计划2020年发射完所有的导航卫星。
GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述
ＧPS、GALＩLEO、BDＳ、ＧＬONASS四大卫星定位系统得论述一、基本介绍➢GPS数量:由2４颗卫星组成。
轨道:高度约２0200公里,分布在６条交点互隔6０度得轨道面上。
精度:约为10米、用途:军民两用。
进展:１9９3年全部建成,正在实验第二代卫星系统,计划发射2０颗。
➢GLONASS数量:２４颗卫星组成;精度:1０米左右;用途:军民两用;进展:目前已有１７颗卫星在轨运行,计划２00８年全部部署到位、➢GAＬILEO数量:3０颗中高度圆轨道卫星组成,２7颗为工作卫星,３颗为候补;轨道:高度为24１2６公里,位于３个倾角为5６度得轨道平面内;精度:最高精度小于１米;用途:主要为民用;进展:20０5年12月２８日首颗实验卫星已成功发射,预计2０08年前可开通定位服务。
➢BＤS数量:3颗卫星组成,２颗为工作卫星,１颗为备用卫星;用途:军民两用;进展:前两颗分别于2００0年与20０３年发射成功。
二、系统组成❖空间部分➢GPS:GＰS得空间部分就是由24颗卫星组成(21颗工作卫星;3颗备用卫星),它位于距地表20２00km得上空,均匀分布在６个轨道面上(每个轨道面4 颗),轨道倾角为55°。
卫星得分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上得卫星,并能在卫星中预存导航信息,GPS得卫星因为大气摩擦等问题;随着时间得推移,导航精度会逐渐降低➢GLＯNASS:ＧＬONASS系统采用中高轨道得２4颗卫星星座,有21颗工作星与3颗备份星,均匀分布在3个圆形轨道平面上,每轨道面有８颗,轨道高度H=1９000kｍ,运行周期T＝11h15min,倾角ｉ=６4。
８°。
➢GＡＬIＬEＯ:如下图所示,3０颗中轨道卫星(MEO)组成Galilｅo得空间卫星星座。
卫星均匀地分布在高度约为2361６kｍ得3个轨道面上,每个轨道上有10颗,其中包括一颗备用卫星,轨道倾角为5６°,卫星绕地球一周约14h22min,这样得布设可以满足全球无缝隙导航定位、卫星得设计寿命为2０年,每颗卫星都将搭载导航载荷与一台搜救转发器。
欧洲伽利略卫星导航系统进展中
欧洲伽利略卫星导航系统进展中徐芏月2伽利略系统进展2.1空间段2.1.1伽利略卫星星座伽利略卫星星座由30颗卫星组成（见图3）。
这些卫星均匀分布在3个中高度地球轨道上，其星座构形为Walker27/3/1，并有3颗在轨备份星。
卫星轨道高度为23616km,轨道倾角为560,设计寿命20年。
伽利略卫星(见图4）的尺寸为2，7m xl.2m xl.lm,太阳电池翼展开跨度13m, 发射质量700kg，功率1.6kW，主要有效载荷包括质量为130kg、功率为900W的导航载荷和质量为15kg、功率为50W的搜救转发器。
伽利略卫星发送连续的测距码和导航数据，即使在恶劣情况下，时钟坐标和导航数据每lOOmin上行注入一次，完好性数据每秒钟上行注入一次。
伽利略卫星提供10个右圆极化的导航信号和1个搜救信号。
依据国际电联的规定：导航信号分别在分配的无线电导航卫星系统频段1164~1215MHz、 1260—1300MHz和1559—1591MHz 内发射：搜救信号将在一个紧急服务预留频段( 1544—1545MHz)内广播。
系统采用码分多址( CDMA)扩频技术，各卫星以相同的频率发射信号。
伽利略卫星射频信号的调制除了采用传统的BPSK调刮技术外，还采用一种新的调制技术——二元补偿载波BOC调制。
与BPSK相比，这种调制方式具有较好的抗多路径效应、降低码噪声和易于信号跟踪等优点，将成为未来卫星导航与通信系统信号的有效调制手段。
2.1.2伽利略卫星有效载荷(1)导航有效载荷导航有效载荷主要包括：①授时系统：②信号产生子系统，对载波频率进行格式化、编码和调制；③无线电频率子系统，放大调制载波；④天线子系统，向用户发送导航信号；⑤C频段数据接收系统，负责接收导航电文和完好性数据。
其中，授时系统由星载原子钟以及相对应的功分器、功率合成器、频率分配网络、二次电源模块和锁相环( PLL)电路等部件构成。
星载原子钟是卫星授时系统的核心，包括2台铷钟和2台氢脉泽钟。
伽利略__伽利略_卫星导航系统综述.
第24卷第11期2005年11月国外电子测量技术Foreign Elect ronic Measurement TechnologyVol.24,No.11Nov.,2005作者简介:李铁(1961-,男,工程师,从事靶场GPS 设备的研究与应用。
孙贵新(1967-,男,所长,工程师,从事靶场测量设备总体的应用研究。
综述“伽利略”卫星导航系统综述李铁孙贵新(中国人民解放军91550部队大连116023摘要:“伽利略”计划是欧盟为了打破美国的GPS 在卫星导航定位这一领域的垄断而启动的迄今为止欧洲将要开发的最重要的航天计划。
无论从技术角度、经济角度、还是从战略角度出发,该计划都具有极高的研究价值。
文章重点围绕“伽利略”系统的计划、体系结构、系统服务方式及中国加入“伽利略”卫星导航系统的重大意义进行了论述。
关键词:GPS G LONASS “伽利略”计划服务方式The summ arizing over the satellite navigation system of “G alileo ”Li Tie Sun GuixinAbstract :To break t he monopoly of GPS on t he field of Global Location and Navigation of Satellite ,“Galileo ”plan is p ut forward by European U nion ,which is t he foremost space plan so far.And f rom t he angle of technique ,economy and t he strategy ,t he plan is of great value to st udy.In t his paper ,t he plan of “Galileo ”is discussed in detail in all kinds of aspect s ,such as plan of system ,struct ure of system ,t he mode of service and also t he great significance of China getting into t he system.K eyw ords :GPS ,G LONASS ,mode of service ,plan of “Galileo ”.0引言卫星导航定位系统的成功产生,促进了卫星导航定位市场这一新兴产业的发展。
伽利略卫星导航系统的原理与应用
伽利略卫星导航系统的原理与应用伽利略卫星导航系统是欧洲太空局研制的全球卫星导航系统之一，目前已经完成了30颗卫星的组网。
其目的是为用户提供全球定位、速度和时间信息服务，提升欧洲航空交通、陆地和海洋运输、农业、安全等领域的精度和效率。
本文将从伽利略卫星导航系统的原理和应用两方面来介绍该系统。
一、原理伽利略卫星导航系统的工作原理是通过卫星发射的信号，接收地面用户设备进行计算得出自身的位置、速度和时间信息，以实现卫星导航定位功能。
具体来说，伽利略卫星导航系统的工作原理如下：1. 时钟校准：卫星上的高精度原子钟用来发射微波信号，地面用户设备接收卫星发射的信号后，通过计算得到卫星与地面的距离。
由于卫星信号在空间中传输需要时间，因此对时钟的精度要求很高，一旦出现误差可能会对定位精度产生较大影响。
2. 估算距离：由于伽利略卫星导航系统采用多星间差分定位技术，所以需要至少四颗卫星的信号才能定位。
地面用户设备通过分析接收到的多颗卫星信号，采用三角定位法来估算设备与卫星之间的距离。
3. 计算位置：地面用户设备根据接收到的卫星信号和估算的距离计算出自身的位置。
这里需要用到伽利略卫星导航系统的定位算法，目前主要有单点定位、差分定位和RTK定位等。
4. 密码解密：伽利略卫星导航系统还采用了信号加密技术，对外部用户进行限制。
地面用户设备需要接收卫星发出的特定解密码才能解密卫星信号，从而获得定位信息。
二、应用伽利略卫星导航系统的应用范围非常广泛，主要涵盖以下几个方面：1. 航空交通：航班的飞行轨迹、高度和速度等信息需要实时更新，伽利略卫星导航系统可以提供更高精度和更可靠的信息，同时还可以进行机场地面导航、机长决策和客舱舒适度等方面的优化。
2. 陆地运输：伽利略卫星导航系统在道路交通、物流配送和公共交通等领域也有着广泛的应用。
通过实时更新道路交通状况、实时监控物流运输，伽利略卫星导航系统可以提高交通流量、缩短配送时间和降低成本。
伽利略卫星导航系统定位原理
伽利略卫星导航系统定位原理
伽利略卫星导航系统的定位原理是通过将伽利略卫星系统中的多颗卫星与接收器之间的信号传播时间进行测量来确定接收器的位置。
伽利略卫星系统由多颗卫星组成，这些卫星围绕地球轨道运行，向地面发射射频信号。
接收器接收到来自不同卫星的信号后，会记录下信号接收的时间。
通过测量信号传播的时间差，接收器可以计算出从卫星到接收器的距离。
由于伽利略卫星系统中的卫星位置已知，接收器可以通过距离和卫星位置的关系计算出自己的位置。
为了得到更准确的定位结果，伽利略卫星系统通常会使用至少四颗卫星来进行定位。
这是因为每颗卫星相当于提供了一个距离信息，而四个未知数可以解出一个点的三个坐标。
最终，通过对信号传播时间的测量和计算，伽利略卫星导航系统可以提供准确的定位信息，包括经度、纬度和海拔高度等。
“伽利略”卫星导航计划
“伽利略”系统的基本结构包括星座与地面设施、服务中心、用户接收机等。卫星星座将由30颗卫星组成，卫星采用中等地球轨道，卫星均匀地分布在高度约为2.3万公里的三个轨道面上。每颗卫星都将搭载导航载荷和一台搜救转发器。每次发射将会把5或6颗卫星同时送入轨道。地面控制设施包括卫星控制中心（用于卫星轨道改正的遥感和遥测中心）和提供各项服务所必需的地面设施。地面控制设施管理卫星星座及测定和播送集成信息。系统使用4个载频向全球播发5种导航信号，这些导航信号支持开放、商用、生命安全和政府管理和搜救服务。系统还划分为8个区域部分，用来发送针对各自区域的集成信息。每个区域部分的耗费将由所在区域来负担。区域部分将由一个用于监测信号集成信息的测站网和一个数据处理中心组成。它能满足例如机场、港口、铁路、公路、人口和工业密集区等处的不同要求，其定位为精度好于1米。典型功能是信号中继包括信号集成信息的监测、数据处理和传输。向用户接收机的数据传输可以通过一种特殊的联系方式或其他系统的中继来实现，例如通过移动通讯网或通过航海导航系统等。系统通过服务中心向用户提供接口，存储和发布信息，支持开发应用。种类齐全的“伽利略”接收机不仅可以接收本系统信号，而且可以接收GPS、“格鲁纳斯”这两大系统的信号，并且实现导航功能和移动电话功能的结合，与其他飞行导航系统的结合。
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开放服务包括定位、导航和时间信号服务，但不包括系统集成信息。对用户而言，系统集成信息是指用户能实时了解系统发布的信号的质量，尤其是可能的预设的功能性干扰情况。开放服务和现有的GPS和GLONASS系统的类似服务相兼容，但其服务精度更高。任何人只要装备了“伽利略”接收机就能接收GPS、GLONASS和“伽利略”卫星导航系统的信号。开放服务将与商业和生命安全服务共享两个开放的导航信号。开放服务将主要用于道路交通中的个人导航、道路信息和提供路线建议的系统、移动通信等应用领域。
浅析伽利略卫星导航定位系统的发展
浅析伽利略卫星导航定位系统的发展全球现阶段有四大卫星导航定位系统：美国的GPS、俄罗斯的GIONASS、中国的北斗导航系统以及欧洲的伽利略系统。
其中以美国的GPS全球定位系统发展最为成熟，而欧洲的伽利略系统可以说还处于启步阶段。
欧盟作为一个发达国家的联盟，无论在经济水平还是科学技术水平都有着强大的优势，然而他全球定位导航这个高精领域滞后于美国，甚至滞后于发展中国家俄罗斯和中国。
这一点值得我们考究。
一、伽利略卫星导航系统的组成及优点（一）伽利略卫星导航系统的组成伽利略系统主要由空间部分、地面部分和用户部分三部分组成。
空间部分由30颗ME0(Middle Earth Orbit)轨道卫星组成。
卫星分布在三个高度为23616km，倾角为56°的轨道上，每个轨道有10颗工作卫星外加1颗备用卫星，备用卫星停留在高于正常轨道300km的轨道上。
卫星使用的时钟是铯钟和无源氢钟。
卫星上除基本的载荷外还有搜索救援载荷和通信载荷。
地面部分包括两个位于欧洲的伽利略控制中心(Galileo Control Center)和20个分在全球的伽利略传感站(Galileo Sensor Station)，除此之外还有实现卫星和控制中心进行数据交换的5个S波段上行站和1O个C波段下行站。
伽利略控制中心主要控制卫星的运转和导航任务的管理。
2O个传感站通过冗余通信网络向控制中心传送数据。
用户部分主要由导航定位模块和通信模块组成，是伽利略系统中一个重要环节。
有各种不同类型的接收机，利用伽利略系统各种信号实现不同的服务。
伽利略接收机还有外部辅助系统(GPS，GLONASS，罗兰等)接口，可组成综合服务。
（二）伽利略卫星导航系统性能优势虽然建成后的伽利略系统所提供的信息还是位置、速度和时间，但是它可提供六种服务：公开服务(免费提供给全球的使用者)、商业服务（对公开服务的一种增值服务，以获取商业回报为目的）、生命安全服务（一般只用于交通运输、船只入港、铁路运输管制和航空管制等）、公共规范服务（提供与欧洲密切相关的军事、工业和经济服务）、地区性组织提供的导航定位服务（能根据用户的特殊要求通过区域性增强系统向用户提供更精确的定位和授时服务）、搜索与救援系统（与国际通用的卫星搜索救援系统(Cospas—Sarsat)原理相同，但在性能上有了很大的提高）。
GALILEO1系统
热力控制系统（TCS）
用于调节整个卫星系统温度，由热力管道、辐射
体和HLI组成
GALILEO卫星平台（二）
4.
数据处理和控制系统（LCDU）
高度和轨道控制系统（ADCS） 卫星高度和天线状态 卫星姿态敏感器、太阳敏感器、地球敏感器、转轮 自动测量记录和跟踪系统（TT&C) 接收TT&C工作站上载数据 接收卫星下载数据
1999年12月22日，欧洲议会和欧盟部长级会议批准了 《欧盟在科研、技术发展和演示领域的第五个框架计划 （1998－2002）》。“伽利略计划”列入其中，此计划成 为“伽利略”资金的一个来源。 2000年11月22日，欧洲委员会提交了《欧洲伽利略卫星 导航系统可行性评估报告》。该报告汇总了伽利略论证阶 段成果。
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Search & Rescue Architecture
G a lile o M E O
\
N A V S IS & S & R m essa ge
(8 ) (2 ) (7 )
R e s c u e C o - o r d in a ti o n C e n tr e ( R C C C O S P A S -S A R S A T ) S & R m essa ge
Soyuz Fregat
Delta IV Delta IV Heavy
1140
1718 6619
1
2 8
现在
2001 2001
GALILEO卫星发射（二）
Ariane 5运载火箭
地面监测与监控部分（一）
中等高度轨道卫星
控制和星 座管理 （GCS） 完好性数 据监测和 发展 （EIDS）
GPS与伽利略导航系统的异同
GPS与伽利略导航系统的异同孙诗剑2010040704019摘要：GPS系统与伽利略系统都是现有的导航系统。
它们之间既有联系，又有区别。
在精准报时，导航定位等功能上，它们有着显著的共同点。
但在技术实现，系统控制的主体上，两者又有着显著的区别。
下面我将介绍GPS与伽利略导航系统之间的相同点。
一、GPS与伽利略导航系统之间的相同点：（1）有相同的设计功能。
精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用设备进行工程测量勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到导航：武器导航：精确制导导弹、巡航导弹车辆导航：车辆调度、监控系统船舶导航：远洋导航、港口/内河引水飞机导航：航线导航、进场着陆控制星际导航：卫星轨道定位个人导航：个人旅游及野外探险定位：车辆防盗系统手机，PDA，PPC等通信移动设备防盗，电子地图，定位系统儿童及特殊人群的防走失系统精准农业：农机具导航、自动驾驶，土地高精度平整授时：用于给电信基站、电视发射站等提供精确同步时钟源伽利略系统又独有搜索救援服务。
（2）都有地球同步轨道卫星（3）有类似的地面控制系统组成：伽利略导航系统由监控站、控制中心和遥控站组成。
GPS导航系统由1个主控站、4个地面天线站和6个监测站组成。
二、GPS与伽利略导航系统之间的不同点：（1）建设系统的国家不同。
GPS系统建设的国家只有美国，而伽利略系统参与建设的国家有欧盟、美国，中国，以色列，乌克兰，印度，摩洛哥，挪威，阿根廷，俄罗斯，韩国，澳大利亚,加拿大, 巴西, 智利, 墨西哥, 马来西亚, 沙特阿拉伯…（2）两个系统使用的轨道不同。
GPS系统24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上，即每个轨道面上有4颗卫星。
卫星轨道面相对于地球赤道面的轨道倾角为55°，各轨道平面的升交点的赤经相差60°，一个轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星升交角距超前30°。
伽利略卫星导航系统建设概况
伽利略卫星导航系统建设概况伽利略卫星导航系统（Galileo satellite navigation system），是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于1999年2月由欧洲委员会公布，欧洲委员会和欧空局共同负责。
系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。
卫星轨道高度约2.4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。
截止2016年12月，已经发射了18颗工作卫星，具备了早期操作能力（EOC），并计划在2019年具备完全操作能力（FOC）。
全部30颗卫星（调整为24颗工作卫星，6颗备份卫星）计划于2020年发射完毕。
图1 伽利略卫星伽利略系统的地面段主要由2个位于欧洲的伽利略控制中心（GCC）和16~20个分布于全球的伽利略传感器站（GSS）组成，还有分布于全球的5个任务上行站和5个遥测跟踪与控制站，另外还有2个发射与早期操作中心和1个在轨测试中心。
控制中心与传感器站之间通过冗余通信网络相连。
全球地面部分还提供与服务中心的接口、增值商业服务以及与“科斯帕斯－萨尔萨特”（COSPAS－SARSAT）的地面部分一起提供搜救服务。
伽利略系统的2个控制中心部署在德国的奥博珀法芬霍芬和意大利福奇诺，由轨道同步与处理设施、精确授时设施、完好性处理设施、任务控制设施、卫星控制设施和服务与产品设施组成。
主要功能是：控制卫星星座，保证星上原子钟的同步，完好性信号处理，监控卫星及其卫星提供的服务，同时还进行内部与外部信息的处理。
区域设施由监测台提供区域完好性数据，由完好性上行数据链直接或经全球设施地面部分，连同搜救服务商提供的数据，上行传送到卫星。
全球最多可设8个区域性地面设施。
有些用户对局部地区的定位精度、完好性报警时间、信号捕获/重捕等性能有更高的要求，如机场、港口、铁路、公路及市区等。
局域设施采用增强措施可以满足这些要求。
除了提供差分校正量与完好性报警外（≤1s），局域设施还能提供下列各项服务：(1)商业数据（差分校正量、地图和数据库）；(2)附加导航信息（伪卫星）；(3)在接收GSM和UMTS基站计算位置信号不良的地区（如地下停车场和车库），增强定位数据信号；(4)移动通信信道。
伽利略卫星导航系统原理解析
伽利略卫星导航系统原理解析伽利略卫星导航系统是欧洲航天局（ESA）与欧洲联盟（EU）合作开发的世界级卫星导航系统，目的是提供全球定位导航和定时服务。
与其他卫星导航系统（如美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统和中国的北斗系统）相比，伽利略卫星导航系统具有更高的精度和可用性，并且不依赖于任何一个国家的控制。
伽利略卫星导航系统的原理包括卫星定位、接收机定位和数据处理三个主要方面。
首先是卫星定位。
伽利略系统由一组卫星组成，这些卫星被放置在地球轨道上，通过与地面控制站和其他卫星相互通信形成卫星网络。
这些卫星以恒定的速度和方向绕地球自转，并发射出无线信号。
接收器可以通过接收来自多个卫星的信号来确定自身位置。
伽利略系统使用高性能原子钟来确保卫星发射的信号的精确性和一致性，从而提供高精度的定位服务。
接下来是接收机定位。
接收机是接收和处理卫星发射的信号的设备。
当接收机接收到来自伽利略卫星的信号时，它会测量信号的到达时间，并通过与多个卫星信号的比较来计算自身的位置。
接收机通常具有多个接收信道，以接收多个卫星的信号，从而提高定位的精度和可靠性。
此外，接收机还可以测量信号的强度和多径效应等因素，并进行相应的校正，以提高定位的准确性。
最后是数据处理。
伽利略卫星导航系统的数据处理是通过地面控制站和用户终端设备进行的。
地面控制站负责监控和控制卫星的运行状态，并通过卫星与接收机之间的通信链路传输导航数据和其他辅助信息。
用户终端设备接收到卫星发射的信号后，通过数据处理算法解析并计算出自身的位置、速度和时间等信息，并将其显示给用户。
此外，用户终端设备还可以根据导航数据提供导航指引、路径规划和定时服务等功能。
伽利略卫星导航系统的原理基于三角测量和距离测量的原理。
通过接收多个卫星信号，并测量信号的到达时间，系统可以计算出接收器与每个卫星的距离。
通过对多个卫星距离的测量，可以使用三角测量的原理计算出接收器的位置。
此外，系统还可以通过计算多个卫星信号的相位来提高定位的精度。
“伽利略”卫星导航系统概况及发展趋势
、
以进 行 “ 利 略 ” 划 ， 伽 计 主要 是 为 了 摆 脱 对 美 国 Ｇ Ｓ系 统 的依 赖 ． 破 Ｐ 打
“ 利 略 ” 高 一 筹 伽 技
“ 利 略 ” 许 多新 本 领 ． 姆 勒 一 莱 斯 勒 研 究 和 科 技 中心 的 克 伽 有 戴 克 美 国对 全 球 卫 星 导航 定位 产 业 的垄 断 ， 使 欧洲 获 得 工 业 和 商 业 效 益 在 里 斯 托 ・ 尔 逊 公 开 承 诺 ：精 确 性 和 安 全 性 对 ‘ 利 略 ’ 星 导航 系统 威 “ 伽 卫 的 同 时 ， 得 建 立 欧 洲共 同安 全 防务 体 系 的条 件 。 赢 其 实 ， 空 局（Ｓ ） 在 １９ 欧 Ｅ Ａ早 ９ ０年 就 决 定 研 制 “ 球 导 航 卫 星 系 统 来 说 将 不 是 问 题 ， 们 的 定 位 要 精 确 到 厘 米 。” Ｇ Ｓ相 比 ， 全 我 与 Ｐ 这两 种 系 “ 确 （Ｎ Ｓ” ＧＮ Ｓ分 为 两 个 阶 段 ，第 一 阶 段 是 建 立 一 个 与 美 国 Ｇ Ｓ系 统 之 间 存 在 巨 大 的 差 异 。 伽 利 略 ” 定 地 面 位 置 或 近 地 空 间 位置 要 比 Ｇ Ｓ）， Ｓ Ｐ 统 、 罗 斯 ＧＬ Ｎ Ｓ系 统 、 俄 Ｏ ＡＳ 以及 三 种 区 域 增 强 系 统 均 能 相 容 的 第 一 Ｇ Ｓ精 确 １ Ｐ Ｏ倍 。 如 Ｇ Ｓ只 能 找 到 街 道 ， “ 利 略 ” 统 则 能 找 到 车 Ｐ 而 伽 系
【 摘 要 】 文 主 要 讲 述 伽 利 略 卫 星 导 航 系统 的 原 理 应 用 及 优 点 ， 分 析 其 在 中国 的 未 来 发展 趋 势 。 本 并
【 键 词 】 利 略 ； 星 导 航 ＧＰ 关 伽 卫 Ｓ
四大全球卫星导航系统简介
四大全球卫星导航系统简介目前有四大全球卫星导航系统，其中包括: 美国的全球卫星定位系统GPS、俄罗斯GLONASS卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统、欧洲“伽利略”卫星导航系统。
一、美国的全球卫星定位系统GPS1、简介：GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。
GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
GPS系统由28颗地球同步卫星组成（4颗为备用星），均匀地分布在距离地球20000公里高空的6个轨道面上。
这些卫星与地面支撑系统组成网络，每隔1－3秒向全球用户播报一次其位置（经纬度）、速度、高度和时间信息，能使地球上任何地方的用户在任何时候都能利用GPS接收机同时收到至少4颗卫星的位置信息，应用差分定位原理计算确定自己的位置，精度约为10米。
2、特点：（1）全球、全天候工作。
（2）定位精度高。
单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
（3）功能多，应用广。
（4）高效率、操作简便、应用广泛。
二、俄罗斯GLONASS卫星导航系统1、简介：“格洛纳斯GLONASS”是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。
GLONASS的正式组网比GPS还早，这也是美国加快GPS建设的重要原因之一。
不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响，正常运行卫星数量大减，甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航服务，更不要说和GPS竞争。
到了21世纪初随着俄罗斯经济的好转，格洛纳斯也开始恢复元气。
GLONASS的工作卫星有21颗，分布在3个轨道平面上，同时有三颗备份星。
这三个轨道平面两两相隔120度，同平面内的卫星之间相隔45度。
每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。
每颗卫星需要11小时15分钟完成一个轨道周期，精度约为10米。
2、特点：（1）抗干扰能力强（2）GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策（3）GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式，根据载波频率来区分不同卫星（GPS是码分多址（CDMA），根据调制码来区分卫星）三、中国的北斗卫星导航系统1、简介：北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。
欧洲伽利略卫星导航系统进展上
欧洲伽利略卫星导航系统进展上徐菁2011年10月，欧洲将在法属圭亚那用联盟号火箭首次发射正式运行的伽利略卫星，伽利略卫星导航系统进入全面部署阶段。
全球卫星导航系统(GNSS)是一种天基无线电导航定位与时间传递系统．包括卫星星座、地面系统及用户终端设备等三大部分，可为地球表面和近地空间的广大用户提供全天候、全天时、高精度的三维位置、速度和时间信息。
伽利略卫星导航系统是欧洲正在实施的一项重大民用航天项目，于20世纪90年代由欧盟委员会和欧空局共同发起，其目标是建成欧洲自主的民用全球卫星导航系统，并与美国GPS和俄罗斯CLONASS导航系统相兼容，从而摆脱对GPS系统的依赖．打破美国对全球卫星导航定位产业的垄断。
在使欧洲获得工业和商业效益的同时，它将为建立欧洲共同安全防务体系提供基础条件。
1伽利略计划概况利用“国际移动卫星”3发展的“欧洲地球静止卫星导航重叠服务” (EGNOS)，能够为欧洲用户提供辅助测距、GPS和GLONASS系统广域差分信息以及完好性信息服务。
EGNOS设计服务期限为15年，已在2004年进入试运行阶段并初步提供商业应用。
但是，自20世纪90年代以来，卫星导航技术的应用已经遍及陆地、海洋、航空和航天等各类军事和民用领域，卫星导航已初步形成一个跨学科、跨行业的综合性、国际性高新基础产业。
欧洲各国从政治、军事、经济和技术等方面的发展战略考虑．必须拥有自己独立的卫星导航系统。
经过多次商讨，1999年2月10日，欧盟在《伽利略——欧洲参与新一代卫星导航服务》的报告中，首次提出比较可行的欧洲全球卫星导航定位系统计划——伽利略计划。
2002年3月26日．在布鲁塞尔召开的欧盟交通部长会议上，表决通过为该项目划拨4.5亿欧元研究经费．标志着伽利略计划正式启动。
伽利略计划在研发阶段由欧盟委员会和欧空局共同负责，欧盟委员会负责政治领域和高层次的任务需求，包括对系统总体结构、经济收益和用户需求的研究。
伽利略卫星导航系统E1频点信号无模糊抗多径方法[发明专利]
![伽利略卫星导航系统E1频点信号无模糊抗多径方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cc56ffe0250c844769eae009581b6bd97f19bc36.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510294985.8(22)申请日 2015.06.02G01S 19/22(2010.01)G01S 19/37(2010.01)(71)申请人刘哲地址410073 湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人刘哲(54)发明名称伽利略卫星导航系统E1频点信号无模糊抗多径方法(57)摘要本发明公开一种伽利略卫星导航系统E1频点信号的无模糊抗多径方法，包括以下步骤：S1：将接收到的伽利略系统E1频点信号经载波剥离并分路，分别得到两路正交的基带信号z i (t )和z q (t )；S2：本地数据分量码生成器和本地导频分量码生成器产生数据通道和导频通道的本地复制信号和本地参考波形信号，基带信号分别与其相关、积分、累加，得到8个相关结果。
其中本地参考波形信号的基本波形信号由4个宽度相同的基本矩形波构成，其幅度分别为1、1、1、-1，第一个矩形波和第二个矩形波之间有一定间隔 ；S3：根据步骤S2中得到的8个相关结果，得到伪码鉴相函数；S4：循环进行步骤S2至S3，实现伽利略系统E1频点信号伪码的跟踪过程。
本发明的方法能有效消除伪码鉴相函数的错锁点，并有效抑制中远距离延迟的多径信号。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书4页 附图3页(10)申请公布号CN 104849730 A (43)申请公布日2015.08.19C N 104849730A1.一种伽利略卫星导航系统E1频点信号无模糊抗多径方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将接收到的伽利略系统E1频点卫星导航信号经相位旋转并分路，分别得到两路正交的信号z i(t)和z q(t)；S2：根据伪码鉴相器输出的伪码相位信息，在接收机本地生成数据通道的复制信号X+(t)和参考波形信号W+(t)，本地复制信号采用纯BOC(1,1)信号；W+(t)的基本波形由4个宽度均为Δ1的基本矩形波组成，其幅度分别为1、1、1、-1，第一个基本矩形波和第二个基本矩形波之间存在一个幅度为0的区域，该区域宽度为Δ2，Δ1和Δ2的宽度均可调节，X+(t)和W+(t)分别与z i(t)和z q(t)相关、累加，得到 ，其计算公式为：其中T为积分累加时间（下同），ε为时延（下同）；根据伪码鉴相器输出的伪码相位信息，在接收机本地生成导频通道的复制信号X-(t)和参考波形信号W-(t)，本地复制信号采用纯BOC(1,1)信号，W-(t)的基本波形与W+(t)相同，X-(t)和W-(t)分别与z i(t)和z q(t)相关、累加，得到，其计算公式为：S3：根据步骤S2中得到的，通过以下公式得到伪码鉴相函数，计算公式为：S4：循环进行步骤S2至S3，实现伽利略系统E1频点信号伪码的跟踪过程。
“伽利略”卫星导航系统综述
“伽利略”卫星导航系统综述
李铁;孙贵新
【期刊名称】《国外电子测量技术》
【年(卷),期】2005(24)11
【摘要】“伽利略”计划是欧盟为了打破美国的GPS在卫星导航定位这一领域的垄断而启动的迄今为止欧洲将要开发的最重要的航天计划。
无论从技术角度、经济角度、还是从战略角度出发,该计划都具有极高的研究价值。
文章重点围绕“伽利略”系统的计划、体系结构、系统服务方式及中国加入“伽利略”卫星导航系统的重大意义进行了论述。
【总页数】4页(P5-8)
【关键词】GPS;GLONASS;“伽利略”计划;服务方式
【作者】李铁;孙贵新
【作者单位】中国人民解放军91550部队
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.1;V4
【相关文献】
1.伽利略卫星导航系统将由欧盟负责/印度火箭首次商业发射意大利卫星 [J],
2.“伽利略”卫星导航系统首颗实验卫星发射升空 [J], 青报
3."伽利略"(Galileo)卫星导航系统综述 [J], 王琦
4.“伽利略”卫星导航系统的首批卫星合同已签订 [J],
5.欧洲展示伽利略卫星导航系统的首颗卫星 [J],
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关键技术（一）
铷钟和被动氢脉塞时钟 伽利略系统的每颗卫星都将携带两台时钟 ,一台基于 欧空局选用铷钟和氢脉泽钟是因为它们可在数 铷原子频标 ,另一台则利用无源氢脉泽 (即微波激射器)。 小时内保持很高的稳定性 ,同时也是因为相关技术能 这两种时钟所用技术不同,但原理是一样的。若将原子从 够应用到伽利略0卫星上。若任由它们无限期地运行 , 一个能态跃迁到另一能态 ,则原子便会以极其稳定的频率 其精度会发生漂移,所以需借助更稳定的地基基准时 辐射出相关的微波信号。这一频率对铷钟来说约为 6吉赫, 而对氢钟来说则约为 1.4吉赫。星上其它装置可把这一频 钟定期地对它们进行同步。这些地基时钟包括基于 率作为非常稳定的基准 ,借以生成精确的信号,以供/伽利 铯频标的时钟,其长期稳定性要远高于铷或氢脉泽钟。 略卫星播发。所以广播的信号又可作为基准,使稳定性较 地面上的时钟还要生成所谓的伽利略系统时间。 差的用户接收机时钟能不断地 重设其时间。
伽利略星座的任务
伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时；特殊 服务有搜索与救援； 扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系统中的应 用、铁路安全运行调度、海上运输Hale Waihona Puke 统、陆地车队 运输调度、精准农业。
Galileo系统的组成
太空部分
由30颗Galileo卫星组成，分布在三个离地 高度为23222千米，轨道倾角为56度的轨道上， 每个轨道有9颗工作卫星外加1颗备用卫星。 备用卫星停留在高于正常轨道300千米的轨 道上。卫星使用的时钟是铷钟和无源氢钟， 卫星上除基本的载荷外，还有搜索救援载荷 和通信载荷。
伽利略卫星系统
【欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS” 之称，也是继美国现有的“全球定位系统”（GPS）及俄 罗斯的GLONASS系统外，第三个可供民用的定位系统。】
我们是“阿波罗& 队”
背景
随着欧洲经济实力的壮大，欧盟的独立意识大大增强，政 治上越来越用一个声音说话，安全上也力图减少对美国的依赖。 独立探索太空以及与其他航天大国频繁合作，正是实现这一目 标的重要组成部分。所以，欧洲全力推进自己的各种航天计划。 具体地说，欧洲发展“伽利略”卫星定位系统可以减少欧 洲对美国军事和技术的依赖。从商业角度讲，要利用美国的 GPS全球定位系统，就要购买美国的信号接收设备，欧洲的航 天工业如空中客车公司必须完全依赖美国系统。有了欧洲自己 的卫星定位系统后，欧洲航天业就可以发展自己的卫星定位用 户，并出售设备。 法国总统希拉克曾表示，没有“伽利略”计划，欧洲“将 不可避免地成为附庸，首先是科学和技术，其次是工业和经 济”。 2003年3月，“伽利略”卫星定位系统计划正式启动。
GPS Center，Wuhan University
T=14h
伽 利 略 卫 星 轨 道 示 意 图
伽利略卫星
卫星寿命： 12年以上 卫星重量： 每颗675公斤 长宽高： 2.7m x 1.2m x 1.1m 太阳能集光板阔度： 18.7m
“伽利略”系统确定地面位置或近地空间 位置要比GPS精确10倍。其水平定位精度优 于10米，时间信号精度达到100纳秒。必要 时，免费使用的信号精确度可达6米，如与 GPS合作甚至能精确至4米。(可与GPS兼容）
三大卫星导航系统的对比
三大卫星导航系统的对比
“伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫 星导航定位系统。 “伽利略”接收机不仅可以接受本系统信号，而且 可以接受GPS、GLONASS这两大系统的信号，并且具 有导航功能与移动电话功能相结合、与其他导航系统 相结合的优越性能。
意义
不仅能使人们的生活更加方便，还将为欧盟的工业 和商业带来可观的经济效益。更为重要的是，欧盟 将从此拥有自己的全球卫星导航系统，这有助于打 破美国GPS系统的垄断地位，从而在全球高科技竞争 浪潮中获取有利地位，更可为将来建设欧洲独立防 务创造条件。
关键技术（二）
TCAR技术（伽利略定位系统三载波模糊度解算技术） 利用卫星定位系统,不但能实时地确定载体的三维位置和速 度,而且能实时地确定载体的三维姿态。目前利用GPS载波相位 定姿需要较长的初始化时间来确定整周模糊度,而且一旦发生 周跳,姿态测量系统很难快速恢复。伽利略卫星定位系统具有 较丰富的频率资源,可以出现较多的宽巷组合值,由Harris和 Forsell提出的TCAR技术可迅速、方便地解算载波相位的初始 模糊度。 它是Galileo三载波定姿的关键技术。
地面部分
包括两个位于欧洲的Galileo控制中心 和20个分布在全球的Galileo 传感站。除此 之外还有若干个实现卫星和控制中心进行 数据交换的工作站。 Galileo控制中心主要 负责控制卫星的运转和导航任务的管理。 20个传感站通过通信网络向控制中心发传 送数据。
用户部分
即Galileo接收机 由导航定位模块和通信模块组成