首先来说说GNSS。GNSS是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)的英文缩写。在20世纪70年代,美国的全球定位系统(GPS)是唯一的全球导航卫星系统,当时的人们不需要使用任何总括性的术语对其功能进行描述。
但在多年之后的今天,地球轨道上运行的除了GPS系统以外还有其他其他三个GNSS系统:1985年投入运营的俄罗斯GLONASS系统、2014年投入运营的欧洲伽利略系统以及2018年投入运营的中国北斗三号系统。可能仍旧会有人将任何全球导航卫星系统简单称为“GPS”,但现在越来越多的人们已经开始认识到,如果想要提及这种类型的服务,GNSS才是正确的术语。
虽然现存的四个GNSS系统之间存在着差异,但它们具有一些共同特征。
首先,它们所提供的基本服务是相同的。卫星广播的信号所包含的数据能够让接收器计算其位置、使其从一个航路点导航到另一个航路点以及以高精度(通常为+/-10纳秒)对事件进行时间戳记。
所有四个GNSS系统都提供免费的民用(消费者及商用)信号,同时也为政府授权的用户及敏感应用提供加密的高精度信号。无论是智能手机和健身APP还是汽车、火车、轮船、飞机和无人机,嵌入在各种设备中的接收器使用民用信号,而加密信号则用于协调国家行为并保护其关键功能领域。
变电站和手机信号塔等静态基础设施也利用GNSS信号来提供精确的定时数据,这对于跨能源网格与无线通信网络的同步操作非常重要。
每个GNSS都拥有一个由24颗以上的卫星所组成的星座,这一星座与其备用卫星都在地球中轨道(MEO)上运行,因此被称为中轨道卫星。所有这些卫星一起提供全球覆盖,从而使人们可以通过三边测量来计算位置。就中国的北斗三号而言,这些MEO卫星还得到地球静止轨道(GEO)和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的支持。
什么是PNT?PNT与GNSS有什么区别?
PNT是定位、导航与授时(Positioning, Navigation & Timing)的英文缩写。这一术语用于描述在所有相关应用中被设计用来实现定位、导航与授时功能的任何技术、服务或系统。
因此,GNSS只是PNT服务的其中一种——当然也可以说是最经典的PNT服务。然而,能够支持PNT的并不仅仅是GNSS系统。在当今许多PNT系统中,GNSS接收机只是一系列传感器和服务其中之一,而这些传感器和服务共同实现了自主驾驶车辆等设备所需的精密、准确、稳健并具弹性的定位服务。
能够补充并增强GNSS的PNT传感器和服务包括: