GNSS定位概述

全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）泛指所有的卫星导航系统，包括全球的､区域的和增强的卫星导航定位系统，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass､欧洲的Galileo､中国的COMPASS（北斗卫星导航系统）以及相关的增强系统｡国际GNSS系统是个多系统､多层面､多模式的复杂组合系统｡
1．GPS系统
全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是美国研制的卫星导航系统，美国解除了SA政策后，GPS开始成为世界上主流的卫星导航定位系统｡
由于GPS是目前最成熟､使用范围最广的卫星导航系统，本节主要以GPS为例，说明卫星导航原理｡
GPS采用WGS-84坐标系，由以下几个部分组成｡
（1）空间部分
GPS的卫星数为24颗，分布在6个轨道上，在地球任意地点地平高度角15°以上接收机平均同时能观测到6颗GPS卫星｡
（2）地面控制系统
GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，这些跟踪站被分为主控站､监控站和注入站｡
◎主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去，向卫星发布指令｡
◎监控站作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态｡
◎注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入卫星｡
（3）用户部分
用户部分即GPS信号接收机，它能够捕获并跟踪卫星运行，接收测距码，解调出卫星轨道参数等数据，计算出用户所在地理位置的经纬度､高度､速度､时间等信息｡
【小知识】
SA政策，即可用性选择政策，通过控制卫星钟和报告不精确的卫星轨道信息来降低测量精度。
2．北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统（COMPASS）是我国自主建立的卫星导航系统，分为北斗一代、北斗二代、北斗三代。目前使用的第三代北斗卫星导航系统由地球中圆轨道导航卫星、倾斜地球同步轨道导航卫星和地球静止轨道导航卫星组成，可为中国及周边地区提供定位测速和授时等服务。
【释义】北斗定位系统由于监控站无法全球布点，以及原子钟稳定性还存在问题，定位精度在中低纬度基本同GPS，中高纬度精度较差，随着卫星发射的增加，定位效果会逐步提升。
【小知识】
◎Glonass是俄罗斯全球卫星导航系统的简称，由24颗卫星组成，目前处于减效状况，精度比GPS低，采用莫斯科标准时和前苏联地心坐标系PE-90。
◎Galileo是欧盟建立的卫星导航系统，由30颗卫星组成。该系统比GPS美国之外的服务更加稳定，但由于技术经费等问题，Galileo卫星发射计划有所推延。采用大地参考坐标系GTRF。
3．GNSS对比GPS的优点
GNSS多星系统导航定位对比GPS单星系统导航定位接收机能同时接收更多卫星信号，其主要优点如下。
◎使定位信号增强
由于增加了接收卫星数，有利于在山区或城市有障碍物遮挡的地区作业。
◎提高生产效率
观测到的卫星数增加，求解整周模糊度的时间缩短，提高了生产效率。
◎提高可靠性和精度
因多余观测量增加，卫星几何分布（DOP）值更好，可提高定位的可靠性和精度。