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伽利略卫星定位系统简介

http://www.sina.com.cn  2008年12月29日 15:18  《卫星与网络》杂志

  伽利略计划是欧洲于1999年初正式推出的旨在独立于GPS和GLONASS的全球卫星导航系统。目前全世界使用的导航定位系统主要是美国的GPS系统,欧洲人认为这并不安全。为了建立欧洲自己控制的民用全球导航定位系统,欧洲人决定实施“伽利略”计划。

  1996年7月23日,欧洲议会和欧盟交通部长会议制定了有关建设欧洲联运交通网的共同纲领,其中首次提出了建立欧洲自主的定位和导航系统的问题。这一共同纲领成为日后“伽利略计划”出台的基础。1999年1月13日,欧洲议会批准了由欧洲委员会提交的名为《建立一个欧洲联运定位和导航网:欧洲全球卫星导航系统发展战略》的报告。1999年2月10日,欧洲委员会在其名为《伽利略(Galileo)——欧洲参与新一代卫星导航服务》的报告中首次提出了“伽利略计划”。计划分为4个阶段:论证阶段(2000-2001),论证计划的必要性、可行性以及落实具体的实施措施;系统研制和在轨验证阶段(2001-2005);星座布设阶段(2006-2007);运营阶段(从2008年开始)其任务是系统的保养和维护,提供运营服务,按计划更新卫星等。

  该系统计划将由30颗中高度圆轨道卫星和2个地面控制中心组成,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补。卫星高度为24126km,位于3个倾角为56度的轨道平面内,该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控制中心。当时预计系统于2008年建成,总投资36亿欧元,以商业运营的模式全部民用。

  伽利略系统由空间段、地面段、用户三部分组成。空间段由分布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)构成,每个轨道面上有10颗卫星,9颗正常工作,1颗运行备用;轨道面倾角56度。地面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施、地面管理机构。用户端主要就是用户接收机及其等同产品,伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导航信号一起组成复合型卫星导航系统,因此用户接收机将是多用途、兼容性接收机。

  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(SAR功能);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、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业。

  伽利略计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统,提供高精度,高可靠性的定位服务,实现完全非军方控制、管理,可以进行覆盖全球的导航和定位功能。伽利略系统能够与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS系统实现多系统内的相互合作,任何用户将来都可以用一个接收机采集各个系统的数据或者各系统数据的组合来实现定位导航的要求。伽利略系统可以分发实时的米级定位精度信息,这是现有的卫星导航系统所没有的。同时伽利略系统能够保证在许多特殊情况下提供服务,如果失败也能够在几秒钟内通知用户,对安全性有特殊要求的情况如运行的火车、导航汽车、飞机着路等,伽利略系统的应用就特别适合。这个民用系统将为海上和陆上交通提供极大的便利,将为欧洲公路、铁路、空中和海洋运输、欧洲共同防务甚至是徒步旅行者有保障地提供精度为1m的定位导航服务。与美国的GPS相比,伽利略系统更先进,也更可靠。美国GPS向别国提供的卫星信号,只能发现地面大约10m长的物体,而伽利略的卫星则能发现1m长的目标。一位军事专家形象地比喻说,GPS只能找到街道,而伽利略则可找到家门。

  尽管伽利略的预想目标很先进,但是目前伽利略计划的执行却出现了许多问题。由于欧盟成员国对该项目规模和投资一直存在分歧,因此使项目启动就耽搁了几个月的时间,后又因种种原因使该计划一延再延,欧空局(ESA)计划投资3000万欧元的抢占频率的GIOVE-A2也未能如期发射。欧洲有关官员称该计划的最后完成将延至2014年。

  伽利略系统作为欧洲欲与美国GPS抗衡的卫星导航系统,其技术先进性不言而喻,目前已经有实验卫星上天进行在轨测试,用欧洲人的话讲就是“已经上了卡车”,同时还在大力吸收合作伙伴, 2003年9月18日,欧盟和中国草签了中国参与伽利略计划的协议。2004年10月9日,双方又签署了此项目的技术合作协议。参与“伽利略”计划是迄今为止我国与欧洲最大的合作计划,这标志着我国航天事业在国际合作领域迈出走向欧洲化的第一大步。我们既要加强目前进度良好的中欧合作关系,又要为将来双方导航系统在频率重叠、卫星共轨、干扰等可能出现的大量问题做好准备。

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