全球卫星导航系统

概念定义

全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）是由多颗导航卫星及相关设施组成的空基无线电导航定位系统，也是对美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）、中国北斗卫星导航系统（BDS）和欧盟伽利略卫星导航系统（Galileo）等系统的统称。GNSS可在全球范围向用户提供定位、导航与授时服务，使接收设备获得经度、纬度、高度、速度及时间等信息。

工作原理

导航卫星通过无线电信号广播时间信息，地面上的GNSS接收机接收沿视线方向传播的卫星信号，并利用无线电波传播时间进行测距和位置计算。接收机综合卫星信号后，可确定自身的三维坐标、速度和精确时间。计算所得的位置可用于路线导航和目标定位，时间信息则可为科学实验及其他需要统一时间基准的场景提供参考。

技术构成

GNSS主要由空间段、地面段和用户段组成。空间段是运行于太空的导航卫星星座，负责持续播发导航与时间信号；地面段由系统运行和管理设施构成，承担卫星及整个导航系统的运行管理；用户段包括各类GNSS接收设备，负责接收卫星信号并计算位置、速度与时间。

GPS、GLONASS、北斗和伽利略构成GNSS的主要全球系统。除基本的定位、导航与授时功能外，部分系统还提供短报文通信、国际搜救以及星基增强、地基增强等扩展服务。增强服务用于补充基础卫星导航能力，并服务于具有不同定位需求的应用环境。

应用场景

GNSS广泛用于导航、定位、测量、农业、救援、监视与管理等领域。在汽车领域，GNSS接收设备可向车载导航系统提供车辆位置、速度和时间信息，作为路线导航及车辆管理的基础数据。测量作业可利用其位置数据确定目标坐标；农业应用可借助定位信息开展作业管理；救援、监视和管理场景则可通过目标位置辅助调度与追踪。GNSS也用于军事导航和定位任务。

技术演进

卫星导航技术起源于冷战时期的军用导航需求，GPS与GLONASS最初均以军事用途建设，并在早期未向民用开放。随着民用服务开放和相关技术发展，卫星导航逐步由军事用途扩展为全球公共服务。联合国全球卫星导航系统国际委员会认可GPS、GLONASS、北斗和伽利略四个核心系统供应方，GNSS也由单一系统应用发展为多个全球卫星导航系统并存的技术体系。