)伽利略卫星定位系统
伽利略卫星定位系统
中国拥有伽利略全球卫星定位系统全部使用权“伽利略”计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。“伽利略”卫星导航定位系统的建立将于2007年底之前完成，2008年投入使用，总共发射30颗卫星，其中27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星。卫星高度为24126公里，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。
“伽利略”系统将为欧盟成员国和中国的公路、铁路、空中和海洋运输甚至徒步旅行者有保障地提供精度为1米的定位导航服务，从而也将打破美国独霸全球卫星导航系统的格局。按计划，首批两枚实验卫星将于2005年末和2006年发射升空。
建造此系统的目的有以下几点：
·为用户提供更准确的数据
·加强对高纬度地区的覆盖，包括挪威、瑞典等地区。
·减低对现有GPS系统的依赖，尤其是在战争发生时。
北京时间2005年12月28日13点19分由俄罗斯航天兵在哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场发射的“联盟-FG”运载火箭，搭载着欧洲“伽利略”全球卫星定位系统第一颗实验卫星升空。这意味这项耗资27亿美元的庞大计划终于迈出了实质性的一步。作为“伽利略”的参与者，中国亦将从中受益。伴随着欧洲一体化进程，经济利益成了欧洲希望发展卫星定位系统的首要动机。航天工业一直被誉为“下金蛋的鸡”。一项调查显示，发展“伽利略”卫星定位技术每年将带来90亿欧元的效益，出售各种航空和航海导航终端设备可在2008年至2020年间收入150亿欧元，这还不算各种太空探索、科学试验间接带来的效益以及可观的卫星研制和发射市场。
此外，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”。所以，欧盟顶着困难也要上。2003年3月，“伽利略”卫星定位系统计划正式启动。
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，这标志着中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。
“伽利略”五种服务
1.免费的定位服务
借助“伽利略”可实施自动交通指示，在事故盲点、道路转弯处及危险路口及时提醒司机，提高交通安全。同时，在发生紧急事件时，医疗、消防、警察公共服务部门可以利用更准确信号及时到达目的地。
2.需要付费的商业服务
随着“卫星导航”能力的慢慢拓宽与深入，将拓展诸如移动通讯等新领域。尽可能开发联网手机卫星定位的潜在用途，比如帮助使用者找到最近的旅馆或者提款机。
3.用于高精度项目研究服务
为数据库专营公司提供巨大商业契机。
4.特许经营服务，用于政府、军队
成为政府的大规模道路改建的参考工具，加强欧洲新航天交通的控制系统，可为飞行员及时调整飞行路线。
5.全球搜救服务
“伽利略”首颗实验卫星假想画面“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，在2008年投入运行后，全球的用户将使用多制式的接收机，获得更多的导航定位卫星的信号，将无形中极大地提高导航定位的精度，这是“伽利略”计划给用户带来的直接好处。另外，由于全球将出现多套全球导航定位系统，从市场的发展来看，将会出现GPS系统与“伽利略”系统竞争的局面，竞争会使用户得到更稳定的信号、更优质的服务。世界上多套全球导航定位系统并存，相互之间的制约和互补将是各国大力发展全球导航定位产业的根本保证。
“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”系统还能够和美国的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多系统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”系统可以发送实时的高精度定位信息，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，如果失败也能在几秒钟内通知客户。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10米长的物体，而“伽利略”的卫星则能发现1米长的目标。一位军事专家形象地比喻说，GPS系统，只能找到街道，而“伽利略”则可找到家门。
中国参与“伽利略”计划
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。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；因而引发美国媒体发出美国可能击毁“伽利略”卫星的报道。可见，此项目不但具有极高经济价值，也深具政治和军事战略意义。
参与“伽利略”计划是迄今为止我国与欧洲最大的合作计划。全球导航定位系统的应用十分广泛，从经济建设、国防建设等各方面来考虑，我国都应该建立自己的全球导航定位系统。比如，将来我们建立起全国的车辆定位系统后，如果我们没有其他导航定位系统而只依靠GPS系统，那么一旦出现意外情况，将使整个交通系统瘫痪。“伽利略”计划总值36亿欧元，2004年10月9日，中欧伽利略计划技术合作协议在北京正式签署，中国将投入2亿欧元参与“伽利略计划”，约5％。据悉，中国是正式加入“伽利略计划”的第一个非欧盟国家，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。
伽利略卫星定位系统欧洲委员会在为系统的下一部分作安全注资时遇上了麻烦，当时一些欧洲国家出现经济衰退，在注资时也格外小心。在九一一事件发生之后，美国政府大力反对欧盟的伽利略计划，扬言当美国采取军事行动时，欧盟的伽利略系统只会令GPS系统的“开关掣”形同虚设。至2002年1月17日，伽利略计划一名发言人表示在美国的压力下，使伽利略计划“接近死亡”。
几个月后，事件出现戏剧性转变，美国政府对“伽利略计划”态度开始心软，而欧盟成员国认为它们也应拥有自己的定位及计时系统，至2002年底，计划获得不少成员国的认同及支持，也因此出现了过度注资，成为了欧洲航天局要面对的新难题，就是如何去减低成员国的注资。
2003年3月20日，美国联同另外三个国家开始进攻伊拉克，使得欧盟加速去研发一组不受美国控制的定位系统。
欧盟及欧洲航天局于2002年3月接受了计划的注资，并在2003年5月26日作总结报告，至2005年年底，其资金为11亿欧元。该系统将使用30颗人造卫星，会于2006年至2010年间陆续发射升空，并将于2010年供民间使用。系统的总耗资将达30亿欧元，包括在地球上的控制中心等内部架构，它们将会于2006年至2007年间建造。所需资金当中，将有近三分之二是来自私营公司及投资者，其余三分一将由欧盟及欧洲航天局拨出。在系统开放使用时，使用支援伽利略的接收装置将可使用，另外系统将提供收费的增值服务，包括免费服务没有的加密数据、准确度及带宽更高。
2004年6月，欧盟通过系统使用频率的标准，将采用美国的“二进制偏置载频1.1”标准，使欧美双方军力均可互相拦截对方系统的信号，从而无需把整组系统关掉。
2005年12月28日，格林尼治时间清晨5点19分，“伽利略”系统的首颗实验卫星“GIOVE-A”由俄罗斯“联盟-FG”火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射升空。
伽利略卫星定位系统第一颗实验卫星重600公斤由英国专门负责制造低成本微型卫星的公司制造
“伽利略”首颗卫星升空
30颗卫星组成“伽利略”卫星导航系统将比美GPS精确10倍中国参与该项目英国制造的“伽利略”系统首颗实验卫星今日下午正式发射升空。
一旦顺利进入轨道的话，那么将意味着耗资27亿美元的欧洲“伽利略”卫星定位系统终于迈出了坚实的一步，美国对全球定位系统的垄断就此被打破。
这颗600公斤重的实验卫星是由英国一家专门负责制造低成本微型卫星的公司制造，并由俄罗斯“联盟”系列运载火箭于12月28日在哈萨克斯坦的拜科努尔发射场发射，是“伽利略”系统中首批两颗实验卫星中的第一颗。
这颗名为“GIOVE-A”的实验卫星将在升空至距地面2.3万公里处脱离运载火箭，以每天环绕地球两周的速度开始测试工作。
这颗卫星将用于测试由国际电信联盟批准“伽利略”定位系统使用的通讯频率，并在轨道上进行多项信号测试。“GIOVE-A”的发射是“伽利略”卫星定位系统所有30颗卫星升空准备工作的第一步，也是至关重要的一步。文/王燕
比美国GPS系统精确10倍
据欧航局官员介绍，到2015年的时候，30颗伽利略卫星组成导航系统，均匀分布在高度约为2.4万公里的3个轨道面上。届时，4亿人可以使用这套系统；另外，这项工程可以创造10万个就业机会。
相比于目前全球使用广泛的美国GPS系统，“伽利略”系统确定物体的精确度高出10倍。欧洲将有望结束依赖美国全球定位系统的历史。
伽利略卫星定位系统欧洲人投资数十亿美元开发的“伽利略”卫星定位系统的密码被美国人破译了！英国《每日电讯报》2006年7月11日报道了这一消息，这有可能导致欧洲人靠这个系统赚钱的设想破灭。但是欧盟表示，美国人破译的密码与“伽利略”系统最终的密码根本不一样。
美教授用“锅”破译了密码
美国康奈尔大学机械和航空工程系教授兼卫星定位系统（GPS）实验室负责人马克·普斯亚基宣布，他的研究小组靠一顶设在实验室屋顶上的“锅”，成功破译了“伽利略”卫星发射的数据密码。普斯亚基认为，这么简单就可以破译密码，意味着“伽利略”系统的未来使用者不必向欧盟付费了。
从去年12月“伽利略计划”发射了第一颗卫星Giove-A起，普斯亚基就密切关注着各种信息数据，并从今年1月中旬开始了破译计划，他调动自己的工作小组，在一星期内就建立了一套破译密码的演算系统。两周以后他们获得了从卫星上发出的第一个信号。到3月中旬，他们推演出了第一批密码，4月1日，普斯亚基将最后的结果公布在了自己的网站上。两天后，位于加拿大的一家GPS接收器生产厂下载了密码，开始跟踪卫星，并成功从中获得信息。
7月10日，欧盟表示，美国科学家破译密码的举动不会对伽利略系统造成什么影响，因为该系统最终的密码不仅与美国人获得的密码不同，而且将来还会对欧盟内部公开。也就是说，美国人的成功没什么意义。
美国对“伽利略”一直耿耿于怀
“伽利略计划”是欧盟于2002年正式批准的一项战略科研计划，投资35亿欧元，目标是到2008年建成一个覆盖全球的卫星无线电导航民用系统，中国也参与了部分项目研发。“伽利略计划”从一出炉就被认为是对目前占垄断地位的美国GPS的挑战，受到美国的紧盯。专家预测，“伽利略”系统不仅能使汽车导航系统更加先进，而且还可以为医疗、消防、警察等公共服务部门提供更精准的服务。据英国《金融时报》介绍，“伽利略”系统确定地面目标位置的误差仅为1米，而GPS提供的非军用信号的误差达10米。也就是说，美国人只能找到你家所在的街道，而欧洲人可以帮你确定家门的位置。
在欧洲人的眼里，“伽利略”系统的投资巨大，当然要靠未来提供服务来收回投资。 欧盟计划根据提供信号精确度的不同收取费用。据欧洲太空总署预计，2010年全球会有18亿人享用“伽利略”系统，它将带来巨大的经济利益。
[1] 新浪网 http://news.sina.com.cn/w/2005-12-28/14567841652s.shtml
[2] 中国软件网 http://www.soft6.com/article/2005-12-28/244066.shtml
[3] 新华网 http://news3.xinhuanet.com/mil/2006-07/14/content_4830349.htm
