全球卫星系统持续建设，定位广度与精度持续提升

北三组网完成，世界卫星导航新格局基本显现。2020年6月，北斗发射最后一颗全球组网卫星，全球星座部署完成。7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。至此GNSS（全球导航卫星系统 GlobalNavigation Satellite System）市场新格局基本显现，其包含了美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗和欧洲Galileo四大卫星导航系统；印度区域导航卫星系统（IRNSS）和日本准天顶系统（QZSS）两个区域系统，以及美国的WAAS、欧洲的EGNOS和日本的MSAS、印度的GAGAN、尼日利亚的NIGCOMSAT-1与俄罗斯的SDCM星基增强系统。

全球四大中轨道地球导航卫星数量

资料来源：GSA

兼容与互操作，是国际卫星导航领域从单一GPS到多全球卫星导航系统（GNSS）时代发展的重。要趋势。四大全球系统通过加强兼容与互操作可有效改善观测几何精度，提高全球任何地区的定位精度，提升全球导航服务可用性。一个位置服务定位数据需至少4个卫星的支持，4大导航系统基本都无法做到全天候100%的全球覆盖。同时，也因为重点支持区域不同，用户在使用卫导信号也不能仅仅依靠单一系统，多个系统互相备份有助于提高服务的稳定性。兼容，是指独立或联合使用多个全球和区域卫星导航系统/增强系统，不会给单个系统的导航服务带来不可接受的影响（有害干扰）。互操作，是指通过使用多个全球和区域卫星导航/增强系统及其开放服务，能在用户层面比依赖单个系统的开放信号获得更好的能力。我国已与美国于2017年11月签订协议，实现了北斗卫星导航系统与GPS卫星导航系统在信号领域的射频兼容，同时于2019年8月与俄罗斯签订协议，表明了北斗卫星导航系统也将与格洛纳斯卫星导航系统的兼容与互操作。从仿真结果来看，在北斗系统纳入整个GNSS体系之后，主要地区的精度、稳定性、可靠性的贡献率可达到20%以上。

不同星座组合下全球PDOP值及北斗系统PDOP均值的提升率

来源：CNKI

系统更新、换代与前沿关键技术研发并行推进，GNSS系统持续升级，为行业提供更高的定位精度与更多的功能。。在北三组网完成的同时，其他各区域的卫星定位系统也在进行升级迭代。美国GPS系统的GPS－3卫星播发与其他全球卫星导航系统互操作的第4个民用信号（L1C），提供更高的精度与原子钟服务，GPS－3卫星后继型GPS－3F卫星将提供搜救服务。未来，美国还将对其星基增强系统——广域增强系统（WAAS）当前使用的3颗GEO卫星进行更新换代，可提供双频多星座服务、增强完好性监测服务等。GLONASS系统将提供四类民用服务，即基本开放服务、高可靠和精度服务、基于载波相位测量与参考站的导航服务、高精度精密单点定位（PPP）服务。同时，GLONASS系统建有GNSS监测与性能评估系统，可独立监测系统性能，并评估用户层性能。Galileo系统将具备四种新服务，包括公开服务导航信息认证、高精度（目标为0.2m）、商业认证、紧急告警（与日本、印度合作）服务。此外，国际搜救卫星组织（COSPAS）已宣布Galileo系统具备搜救早期服务能力，现已完成反向链路功能演示测试，于2020年提供正式的搜救服务。

四大导航系统未来发展计划

来源：CNKI

除四大全球系统以外,星基增强系统也在不断提高定位精度，开拓新的高精定位市场。随着星基增强系统的进一步建设，我国设备商的出海市场将有望进一步的打开。GNSS不断发展与完善，其在定位、导航与授时等领域发挥着越来越重要的作用，伴随着GNSS应用领域的不断拓展，某些高精度用户尤其是航空用户对GNSS提出了更高的完好性要求，因此星基增强系统（SBAS）应运而生。SBAS（Satellite-BasedAugmentation System），即星基增强系统，通过地球静止轨道（GEO）卫星搭载卫星导航增强信号转发器，可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进，从而成为各航天大国竞相发展的手段。星基增强系统构成包括空间段、地面段和用户段三部分。空间段是由GEO卫星构成；地面段包括监测站、主控站、注入站和通信网络；用户段是由能够接收SBAS信号的设备构成。国际上已经建成并开始服务的星基增强系统有美国的广域增强系统（WAAS）、欧洲地球同步卫星导航增强服务系统（EGNOS）、日本的基于多功能运输卫星的增强系统（MSAS）、印度的GPS辅助型静地轨道增强导航系统（GAGAN）；计划建设的星基增强系统有俄罗斯的差分改正监测系统（SDCM）、韩国增强卫星系统（KASS）以及大洋洲的SPAN系统。