科学|四种全球导航卫星系统（GNSS）的比较
什么是全球导航系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）呢？其实我们最常听到的美国全球定位系统（Global Positioning System, GPS）、俄国的格洛纳斯系统（Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, GLONASS）、中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System, BDS）与欧盟的伽利略定位系统（Galileo）都可以算是一种GNSS 。那么这些卫星系统如何运作呢？它们之间有什么不同呢？与我们的日常生活又有何关联呢？就让我们来一探奥秘吧！
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卫星导航系统并非遥不可及 ， 它们就存在我们的生活中 ， 例如手机定位、交通导航、测时等等 ， 为我们的生活带来许多便利 。当多个卫星系统共同合作 ， 就能互补互助 ， 造福人民 。
全球定位系统（GPS）由美国国防部设计 ， 是一个全地球、全天候、24小时工作的立体定位系统 ， 运用于交通导航、工程施工测量等等 ， 提供精确的位置、时间 ， 进而推导运动速度与方向 。GPS主要分为三部份：太空、控制与用户 。太空部份由24~32颗卫星环绕地球组成；控制部份由遍布全球的监控站组成 ， 负责掌控卫星在轨道上的位置与校正卫星时钟的误差；用户部份则是指所有使用GPS接收卫星讯号者 ， 例如汽车导航、手机GPS定位等等 。那么GPS又是如何定位的呢？GPS的定位原理很简单：由讯号接收器接收来自至少3颗GPS卫星的电磁波讯号 ， 接着藉由讯号传递时间计算出接收器与个别卫星间的距离（距离＝速度ｘ时间） ， 进而计算出用户的位置与海拔高度 ， 通常用户端的GPS接收器会接收到4颗(或以上)的卫星的电磁波讯号 ， 能够再解算出接收时间及更多接收器与个别卫星间的距离 ， 藉由交互检核 ， 使定位更加精准！
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【科学|四种全球导航卫星系统（GNSS）的比较】GPS的三部分
格洛纳斯系统（GLONASS）是俄罗斯为国防需要而发展出的定位系统 ， 后来才普及于民间使用 ， 一样是全球性、全天候24小时运作 。主要构成与GPS相同 ， 定位原理也与GPS类似 ， 都是藉由距离的量测来进行定位！但GLONASS与GPS系统在时间、座标系统以及讯号传送方式是不一样的 。GLONASS系统目前总共有24颗卫星在宇宙中运行 ， 卫星主要分布于高纬度地区 ， 与分布于中、低纬度的GPS正好互相合作 ， 完成整个地球的定位工作 。
北斗卫星系统（北斗二代）（BDS）是中国独立建设的卫星系统 。目前已发射16颗卫星 ， 预计最终会有35颗卫星 。北斗卫星除了提供全球定位服务外 ， 还特别加强亚太地区的定位服务 ， 目前中国的渔船、公车等交通运输工具都已使用BDS 。BDS的组成与上述两者相同 ， 但有独创的「简讯通信」、「目标定位」功能 ， 除了能知道「我在哪里」 ， 也能告诉别人「你在哪里」 ， 紧急救灾时非常实用 。但用户要收到北斗卫星的定位信息 ， 这需要通过地面控制站解算 ， 然后再发送给用户 ， 这需要1s的延迟时间 ， 不像其他三种是即时的 。
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伽利略卫星系统（Galileo）是由欧盟制造 ， 独立于GPS与GLONASS系统 ，Galileo主要作为民用 ， 而非军事用途 。Galileo目前仍在发展中 ， 截至2016年12月 ， 已发射18颗卫星 ， 预计于2020年 ， 将会完成共30颗卫星的发射 。因为欧洲纬度高 ， 因此Galileo特别加强高纬度地区的覆盖 。Galileo系统因更能抵抗卫星讯号干扰与反射 ， 因此能提供较其他卫星系统精准的定位 。
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