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卫星定位系统刚开始研发的目的主要是为向军事防范海陆空三大领域提供全天候、全球范围通讯、高速响应实时性的导航服务，并用于军事情报的收集、紧急通讯和核爆灾害监测等目的。现在，随着全球经济环境的迅速发展，为了支撑高速发展的社会经济需要，卫星定位系统已逐步开放其民用服务功能。目前世界四大全球卫星定位系统，分别是系统、（格罗纳斯）系统、（伽俐略）系统、北斗系统。
（1）GPS全球定位系统
GPS是由美国研制的，总共由24颗卫星构成，分别在6个相互交点相隔60度的轨道面之上，定位精度大概是10米，可供军民两用。GPS系统的研究开发背景是在20世纪70年代，随着苏联与美国之间的军事装备竞争的不断加剧。美国国防部不惜一切代价斥巨资120亿美元研发制作军方使用的定位系统。
GPS系统由三个重要部分组成，分别是用户设备仪器部分、地面卫星监测控制部分、宇宙空间部分。其中，空间部分是指由宇宙空间中的GPS卫星星座群组成的卫星群。地面测控部分是指地球地面上的所有控制和监测的卫星基站以及设施。用户部分是指GPS用户群体和接收机。
GPS系统由于能够覆盖全球范围、全天候持续工作、实时准确提供高精度的速度、时间和实时通讯能力，在个人位置服务、气象应用、道路交通管理、铁路智能交通、海运和水运、航空运输、应急救援等领域军事、民用两个方面都得到了广泛应用。
（2）GLONASS（格罗纳斯）系统
GLONASS（格罗纳斯）是由俄罗斯研制的，总共是由24颗卫星构成，定位精度大概在10米左右，可以适用于军民两个领域的应用，早在的年底格罗纳斯的导航服务范围扩展到全球。早在1982年，俄罗斯研制的卫星导航系统GLONASS（格罗纳斯）的第一颗导航卫星成功升空，从此格罗纳斯导航系统就开始应用在定位、测量、救援及导航等应用领域。GLONASS（格罗纳斯）的卫星定位核心技术与GPS相似，两者都是以精准的定时机制和系统化的卫星的量程计算方式为基准来进行的。GLONASS（格罗纳斯）系统和GPS系统在很多方面都具有相似之处，但两者之间关键是区别GLONASS（格罗纳斯）系统是希望想通过尽可能少的卫星实现导航定位功能。
（3）GALILEO（伽俐略）系统
GALILEO（伽俐略）系统是由欧盟联合研制的。GALILEO（伽俐略）系统由30颗卫星构成，导航定位的精度可以达到小于1米，GALILEO（伽俐略）系统主要为民用。早在，GALILEO（伽俐略）系统的第1颗实验卫星就已经成功发射。，GALILEO（伽俐略）系统就开通了定位服务，向用户提供全面的民用导航服务。1999年6月，召开的欧洲交通运输部长会议通过了拨款3700万欧元完成被称为GALILEO的新一代卫星导航系统。投入运营。GALILEO（伽俐略）系统的性能划分为三个等级：全球级别，地区级别，局域级别。此外，GALILEO（伽俐略）系统还定制了3种类型的导航业务：第一是开放性的接入业（OAS），第二是控制性类的接入业务（CASI），第三是控制性2类的接入业务。GALILEO（伽俐略）系统的导航卫星星座是由21颗中轨道的导航卫星（MEO）与9颗静止的导航卫星又或者完全由30颗中轨道的导航卫星（MEO）构成。
（4）“北斗”导航系统
“北斗”导航系统是由中国自主研发制作的导航定位系统。“北斗”导航系统目前有30
颗非静止轨道的导航卫星以及5颗静止轨道的导航卫星构成的。“北斗”导航系统导航定
位精度大概是10米。
“北斗”导航系统是中国自主研发制作的卫星导航定位通信（BDS）系统，是继美国的全球定位导航系统（GPS）和俄罗斯的格罗纳斯系统（GLONASS）之后第三个正式开始使用并且成熟运作的卫星导航系统。“北斗”导航系统由空间部分、地面控制部分和用户终端部分构成。可在全地球地理范围内全天候工作，为各类导航应用用户提供实时导航、准确精度、可靠定位、通讯授时服务，并且具备通过卫星短信通讯的能力。如今，“北斗”导航系统已经初步实现区域卫星导航、精准定位和实时授时能力。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格罗纳斯系统及欧盟伽俐略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
，“北斗一代”导航系统初步建设成立并且开始试运行。7月27日“北斗二代”导航系统中的第9颗卫星也已经被成功送入太空，进入预定轨道正常运行。
12月27日，“北斗”导航系统的空间卫星信号的卫星控制接口文件的正式版正式公布，我国“北斗”导航系统的导航业务功能正式面向所有亚太地区全面提供导航定位服务，其中包括实时授时、精准导航、无源卫星定位等民用服务。预计在左右，我国即将建成具有35颗卫星的全球导航系统。北斗全球卫星导航系统将会为全球卫星导航提供服务。
一、“北斗”卫星系统工作原理
“北斗”卫星导航系统﹝BDCMSS﹞从发展历程来看，可以分为两个阶段：北斗一代（BD1）和北斗二代（BD2）。下面分别描述两个阶段的系统工作原理。“北斗一代”（BD1）是在年以后才开始投入使用的，其定位精准度可控制在100米，经过类差分运算转换后的精准度可控制在10米。在当时，其数据精准度与流行的GPS系统（全球卫星定位系统）是相同精度水准。外，接收机用户除了可以实现的定位功能以外，也能通过卫星短信的方式，向外部读取发送消息、报告当前位置，授时精度为20MS。
不过，由于当时技术水平有限，定位方式是采用有源定位的工作方式，这样系统的成本虽然大大降低，然而系统在精度、容量等方面都受到了极大的阻碍。此外，“北斗一代”并不具有测速的作用，故无法用于制作精确的武器导航。“北斗一代（BD1）的工作原理如下图所示：
二、“北斗一代”（BD1）系统的工作过程
刚开始，由地面中心站点向卫星1（S1）和卫星2（S2），同时向2颗卫星发出站点的查询信号，该信号是在C波段的；当两颗“北斗一代”工作卫星接到信号以后，经卫星上的信号转发器改变频率、放大信号以后，再向提供服务区域内的接收装置用户发送广播，该信号是在波段的；如果接收装置用户回应了其中颗卫星的查询信号，则同时向两颗卫星（S1、S2）发送入站答应信号，此时用户申请使用服务的信号内容工作在L波段），最终经过2颗卫星把申请使用服务信号转发回地面中心站点，该信号工作在C波段；当地面中心站点接到用户所发的申请使用服务的信号，分别计算出接收机用户所在地点到2颗卫星（S1、S2）的距离之和，最后根据用户的申请使用服务的具体内容，站点做出相对应的数据处理，并且回应。
三、“北斗一代”（BD1）卫星系统的工作原理
“北斗一代”（BD1）通过上述的工作流程，计算出接收装置用户到第1颗卫星（S1）的距离，以及接收装置用户到2颗卫星（S1、S2）两者距离的总和。由上图可知，接收装置用户此时正处在以第1颗卫星（S1）为球心的球面上，同时用户位置还处在以2颗卫星（S1、S2）为焦点的椭球面之间上。此外，地面控制中心站点在系统的计算机内部保存了一份数字化的地形图表，用于查找到当前接收装置用户的高度值。而且，还可知接收装置用户还处在某一个椭球面上，这个椭球面与地球基准椭球面相互平行。最终，地面控制中心站点的系统根据以上的4个条件，可以解出用户所在地理位置点的三维坐标，然后，地面控制中心站点会把这个用户坐标通过加密的方式回送给接收装置用户。
上述说明，显示了“北斗一代”（BD1）是采用有源定位的方法。“北斗一代”（BD1）所使用的有源定位的方法虽然成本相对低廉，可是在精准度、实时性等方面都存在着明显的缺陷。所以，“北斗二代”的工作原理采用了与GPS类似的方法，都是无源定位的方法。这极大的提高了系统的精准度，以及改善了系统定位的实时性。
跟GPS不同的是，“北斗二代”（BD2）还沿用了“北斗一代”（BD1）的卫星短信的功能，这在卫星救援、军队部署等方面都比GPS具有更大的优势。与GPS一样，“北斗二代”的工作原理也是无线电伪距定位。需要至少4颗卫星，才可以对接收机用户进行三维的定位。“北斗二代”（BD2）的工作原理如下图：
根据地面中心站点与卫星信号包的时间数据，则可求得上述方程组的解，计算出用户的三维地理位置（X，Y，Z）。
四、“北斗”接收机装置功能
“北斗”导航接收装置主要由射频前端部分（RF）、高速的A/D转换器部分（CONVERTER）、“北斗”基带信号处理部分（BASEBAND SIGNAL PROCESSING）和导航信息解算处理部分（INFORMATION PROCESSING）共同构成。射频前端部分（RF）主要作用是经前置放大器后，将系统接到的“北斗”卫星射频信号变为中频信号；高速的A/D转换器部分（CONVERTER）主要作用是通过采集射频前端部分（RF）转换的中频信号，把信号的模拟量转换为数字量；“北斗”基带信号处理部分（BASEBAND SIGNAL PROCESSING）主要作用是根据对“北斗”卫星信号在二维层面的监听捕获，并且进行载波的相位追踪或者码相位追踪，最终测量并且推算出接收装置的伪距；导航信息解算处理部分（INFORMATION PROCESSING）主要作用是通过系统建立好的算法模型，以及偏差调整，消除导航算法上的系统误差，并且解出四元方程组的解，求解伪距方程，最终解析出“北斗”接收机装置的三维地理位置。接收机装置的架构如下图所示：
“北斗”导航装置有以下几方面的功能：
（1）卫星通信短信功能。将短报文通过“北斗”卫星传送给指挥总机、另一台接收装置、或地面信息控制中心站点。接收装置可以在任意波束下进行正常通信，可由接收装置用户对具体的波束进行指定。（该功能要使用，还需要配备“北斗”系统专用的通讯卡）（2）数据接口控制功能。“北斗”卫星接收装置具备通用标准数据接口（RS232串口），可以把接收装置接收到的信号通过通用接口传递出去。（3）卫星定位功能。接收装置能够可靠实时的输出当前所在的经纬度、高度、速度等导航地理信息，同时按照标准的信息方式显示出来。（4）系统校时功能。接收装置内部设置有时钟，可以与接收到的导航信息数据包进行自动校对。
ToBe Continued.......
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