伽利略卫星导航系统 

伽利略卫星导航系统（Galileo satellite navigation system），是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于1999年2月由欧洲委员会公布，欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。卫星轨道高度约2．4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。2014年8月，伽利略全球卫星导航系统第二批一颗卫星成功发射升空，太空中已有的6颗正式的伽利略系统卫星，可以组成网络，初步发挥地面精确定位的功能。

中文名 伽利略卫星导航系统 卫星数量  30颗 离地面高度 23,222公里 (MEO) 卫星寿命 12年以上 卫星重量 每颗675公斤 卫星长宽高 2.7m x 1.2m x 1.1m

发展历史

欧盟于1999年首次公布伽利略卫星导航系统计划，其目的是摆脱欧洲对美国全球定位系统的依赖，打破其垄断。该项目总共将发射32颗卫星，总投入达34亿欧元。因各成员国存在分歧，计划已几经推迟。[1] 

1999年欧洲委员会的报告对伽利略系统提出了两种星座选择方案：一是21+6方案，采用21颗中高轨道卫星加6颗地球同步轨道卫星。这种方案能基本满足欧洲的需求，但还要与美国的GPS系统和本地的差分增强系统相结合。二是36+9方案，采用36颗中高轨道卫星和9颗地球同步轨道卫星或只采用36颗中高轨道卫星。这一方案可在不依赖GPS系统的条件下满足欧洲的全部需求。该系统的地面部分将由正在实的欧洲监控系统、轨道测控系统、时间同步系统和系统管理中心组成。为了降低全系统的投资，上述两个方案都没有被采用，其最终方案是：系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。每次发射将会把5或6颗卫星同时送入轨道。

新华网巴黎10月21日电（记者舒适）法国巴黎时间21日12时30分（北京时间18时30分），俄罗斯“联盟”运载火箭携带欧洲伽利略全球卫星导航系统首批两颗卫星，从法属圭亚那库鲁航天发射中心发射升空。

伽利略系统是由欧盟主导的新一代民用全球卫星导航系统，耗资超过30亿欧元。系统由两个地面控制中心和30颗卫星组成，其中27颗为工作卫星，3颗为备用卫星。卫星轨道高度约2.4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。

此次发射成功后，欧洲航天局计划明年再发射两颗卫星，并在随后几年内陆续发射其他26颗卫星，以完成卫星导航系统的构建。欧洲阿丽亚娜公司将负责所有卫星的发射。

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卫星导航系统，欧洲人决定实施伽利略计划。伽利略系统的构建计划最早在1999年欧盟委员会的一份报告中提出，经过多方论证后，于2002年3月正式启动。系统建成的最初目标是2008年，但由于技术等问题，延长到了2011年。2010年初，欧盟委员会再次宣布，伽利略系统将推迟到2014年投入运营。

与美国的GPS系统相比，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。

伽利略计划对欧盟具有关键意义，它不仅能使人们的生活更加方便，还将为欧盟的工业和商业带来可观的经济效益。更重要的是，欧盟将从此拥有自己的全球卫星导航系统，有助于打破美国GPS导航系统的垄断地位，从而在全球高科技竞争浪潮中获取有利位置，并为将来建设欧洲独立防务创造条件。

作为欧盟主导项目，伽利略并没有排斥外国的参与，中国、韩国、日本、阿根廷、澳大利亚、俄罗斯等国也在参与该计划，并向其提供资金和技术支持。伽利略卫星导航系统建成后，将和美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、中国北斗卫星导航系统共同构成全球四大卫星导航系统，为用户提供更加高效和精确的服务。

2015年3月30日，欧洲发射两颗伽利略导航卫星， 欲抗衡GPS。

体系结构

卫星

·数量： 30颗

·离地面高度： 23,222公里 (MEO)

·三条轨道，56°倾角 (每条轨道将有九颗卫星运作，最后一颗作后备)

·卫星寿命： 12年以上

·卫星重量： 每颗675公斤

·卫星长宽高： 2.7m x 1.2m x 1.1m

·太阳能集光板阔度： 18.7m

·太阳能集光板功率： 1500W

全球设施

空间段由分布在三个轨道上的30颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，

全球设施部分由空间段和地面段组成。空间段的30颗卫星均匀分布在3个中高度圆形地球轨道上，轨道高度为23616km，轨道倾角56°，轨道升交点在赤道上相隔120°，卫星运行周期为14h，每个轨道面上有1颗备用卫星。某颗工作星失效后，备份星将迅速进入工作位置，替代其工作，而失效星将被转移到高于正常轨道300km的轨道上。这样的星座可为全球提供足够的覆盖范围。

地面段由完好性监控系统、轨道测控系统、时间同步系统和系统管理中心组成。伽利略系统的地面段主要由2个位于欧洲的伽利略控制中心（GCC）和29个分布于全球的伽利略传感器站（GSS）组成，另外还有分布于全球的5个S波段上行站和10个C波段上行站，用于控制中心与卫星之间的数据交换。控制中心与传感器站之间通过冗余通信网络相连。全球地面部分还提供与服务中心的接口、增值商业服务以及与“科斯帕斯－萨尔萨特”（COSPAS－SARSAT）的地面部分一起提供搜救服务。

区域设施

区域设施由监测台提供区域完好性数据，由完好性上行数据链直接或经全球设施地面部分，连同搜救服务商提供的数据，上行传送到卫星。全球最多可设8个区域性地面设施。

局域设施

有些用户对局部地区的定位精度、完好性报警时间、信号捕获/重捕等性能有更高的要求，如机场、港口、铁路、公路及市区等。局域设施采用增强措施可以满足这些要求。除了提供差分校正量与完好性报警外（≤1s），局域设施还能提供下列各项服务：

商业数据（差分校正量、地图和数据库）；

附加导航信息（伪卫星）；

在接收GSM和UMTS基站计算位置信号不良的地区（如地下停车场和车库），增强定位数据信号；

移动通信信道。

用户

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。[4] 

服务中心

服务中心提供伽利略系统用户与增值服务供应商（包括局域增值服务商）之间的接口。根据各种导航、定位和授时服务的需要，服务中心能提供下列信息：

性能保证信息或数据登录；

保险、债务、法律和诉讼业务管理；

合格证和许可证信息管理；

商贸中介；

支持开发应用与介绍研发方法。

应用服务

基本服务

导航、定位、授时。

特殊服务

搜索与救援(SAR功能)。

扩展服务

GNS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。

进度安排

定义阶段

（1999－2000）

该阶段已在2001年宣告结束。

开发阶段

（2001－2005）

该阶段称为开发和在轨验证阶段，正在进行，主要工作有：

汇总任务需求；

开发2－4个卫星和地面部分；

系统在轨验证。

部署阶段

（2006－2007）进行卫星的发射布网，地面站的架设，系统的整体联调。

运营阶段

（2008－ ）商业营运阶段，提供增值服务，资方获得收益。

曾经推迟

早在2002年，由于德国和意大利在领导欧空局实施"伽利略卫星导航计划"这个问题上一直争吵不休，导致欧空局的半数预算未能到位。

伽利略计划一再推迟的原因其中有经济上的因素，欧洲面临经济危机的问题。经济危机前一段时间欧洲人确实对于伽利略的投入问题产生了很多分歧的意见，有些起伏。另外一个伽利略计划之所以滞后，很大一个原因还在于欧盟的政治体制，它由于多个国家之间需要长时间地磋商，这也导致了它进度推迟。[5] 

系统优势

“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。[4] 

卫星发射

2011年“伽利略”卫星首发成功

欧洲伽利略全球卫星导航系统———“伽利略计划”的首批两颗卫星2011年10月21日从位于法属圭亚那的库鲁航天中心成功发射升空。欧盟希望在2019年完成全部 30颗卫星的发射，从而对全球卫星导航市场进行重新洗牌。

第三颗和第四颗卫星2012年10月发射

第三颗和第四颗“伽利略”在轨验证（IOV）卫星预计搭乘“联盟”火箭于10月发射升空。这些新卫星将加入2011年发射的首批两颗伽利略卫星，定位于距地23222千米高的中地球轨道。

此举标志着该项目迈进了重要一步，因为它将完成IOV阶段所需的基础设施部署，并首次实现仅仅基于伽利略卫星进行地面定位估算。IOV阶段后将是继续按需部署卫星和地面段，最终实现“全面运行能力”，达到服务预期。

首批22颗“全面运行能力”卫星目前正在德国建造，德国还将负责平台和最终卫星的集成。英国萨里卫星技术有限公司负责建造有效载荷。

2012年10月12日，随着欧洲伽利略全球卫星导航系统第二批两颗卫星成功发射升空，该系统建设已取得阶段性重要成果。太空中已有4颗正式的伽利略系统卫星，将可以组成网络，初步发挥地面精确定位的功能。

这4颗卫星将组成一个微型网络以对系统进行初步测试，并确保今后发射的该系统其他卫星能准确进入预定轨道，正常运转。

2013年春季，已组网的这4颗卫星将可以首次提供导航服务。[5] 

欧洲航天局计划在2013年和2014年分别发射3次和2次“联盟”火箭，每次火箭携带两颗伽利略系统卫星。此外，欧航局还计划在2014年用一枚特别改造的阿丽亚娜火箭一次发射4颗伽利略系统卫星，2015年再使用这种火箭进行2次发射。

重要意义

不仅能使人们的生活更加方便，还将为欧盟的工业和商业带来可观的经济效益。更为重要的是，欧盟将从此拥有自己的全球卫星导航系统，这有助于打破美国GPS系统的垄断地位，从而在全球高科技竞争浪潮中获取有利地位，更可为将来建设欧洲独立防务创造条件。