卫星定位导航系统
（一）卫星导航的概念
卫星导航是指采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术。常见的GPS导航、北斗卫星导航等均为卫星导航。卫星导航定位系统是一种星基无线电导航系统，可发送高精度的定位和授时信息，通过用户端进行实时解算获得空间位置信息，其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，是一种可供军民两用的全球用户共享的信息资源。
（二）卫星导航系统的组成
卫星导航系统通常由卫星星座、地面测控部分和用户设备三部分组成。
1.卫星星座
卫星星座一般由多个轨道、多颗卫星按照不同的运行轨道平面组成。如GPS卫星星座是将24颗卫星均匀分布在6个不同的轨道平面上，再补充若干备用卫星组成。每个轨道平面与赤道平面的倾角大约55°。在地球上任何地点任何时刻都能观测到5～8颗卫星。每颗卫星都利用两个L载频传送信号，即L1（1575.42 MHz）和L2（1227.26 MHz）；每颗卫星都在完全相同的频率上传送信号；每颗卫星的信号采用原子钟进行同步。
2.地面测控部分
地面测控由主控站（负责管理、协调整个地面控制系统的工作）、注入站（在主控站的控制下，向卫星注定位电文）、监测站（数据自动收集中心）和通信辅助系统（数据传输）组成。其主要用于监测和修正卫星星座的运行状态。
3.用户设备
用户设备主要由卫星定位接收机和卫星天线组成。用户接收机根据不同的用途可分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据应用平台分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
（三）常见的卫星导航系统
1.GPS系统
GPS系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。它是美国第二代卫星导航系统，是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，采纳了子午仪系统的成功经验。
GPS系统由于具有全天候连续不间断的导航定位能力，是目前最为成功的卫星定位系统，被誉为人类定位技术的一个里程碑。GPS系统能同时为用户提供连续的三维位置、三维速度和精确的时间信息。目前利用C/A码（粗码）的实时定位精度可达20～50米，速度精度为0.1米/秒；利用差分修正等特殊处理可达0.005米/秒，相对定位精度可达毫米级。(https://www.daowen.com)
2.北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统，简称“BDS”，是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、格洛纳斯之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略，是联合国卫星导航委员会已认定的正式系统。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务；具有短报文通信能力；目前已经具备全球导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
北斗卫星导航系统形成了“三步走”发展战略。
第一步，建设北斗一号系统。1994年，启动北斗一号系统工程建设；2000年，发射两颗地球静止轨道卫星，建成系统并投入使用，采用有源定位体制，为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务；2003年，发射第3颗地球静止轨道卫星，进一步增强系统性能。
第二步，建设北斗二号系统。2004年，启动北斗二号系统工程建设；2012年年底，完成14颗卫星（5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星）发射组网。北斗二号系统在兼容北斗一号系统技术体制的基础上，增加无源定位体制，为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。
第三步，建设北斗三号系统。2009年，启动北斗三号系统建设；2018年年底，完成19颗卫星发射组网，完成基本系统建设，向全球提供服务；计划2020年年底前，完成30颗卫星发射组网，全面建成北斗三号系统。北斗三号系统继承北斗有源服务和无源服务两种技术体制，能够为全球用户提供基本导航（定位、测速、授时）、全球短报文通信、国际搜救服务，中国及周边地区用户还可享有区域短报文通信、星基增强、精密单点定位等服务。
从2017年年底开始，北斗三号系统建设进入了超高密度发射。目前，北斗系统正式向全球提供RNSS服务。2019年11月23日，由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制的长征三号乙运载火箭搭配远征一号上面级以“一箭双星”的方式将两颗北斗三号卫星成功送入预定轨道，在轨卫星总数达到55颗。2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射升空，且顺利进入预定轨道，至此，北斗导航系统全面部署完成。
3.格洛纳斯（GLONASS）全球定位导航系统
格洛纳斯是1976年苏联开始研制的类似于GPS的系统。格洛纳斯卫星星座由分布在3个轨道面内的24颗卫星组成，轨道高度约19000千米，轨道面倾角为64.5度，运行周期11小时15分钟，在地球上任意点至少可以同时看到5颗卫星。其卫星采用“频分技术”。信号分为“精”“粗”两种码，分别供军、民使用。其粗码定位精度为60米。1996年初，俄罗斯宣布GLONASS系统正式投入使用。
4.伽利略（GALILEO）全球卫星定位导航系统
伽利略全球卫星定位导航系统，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23616千米的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2.4万千米，位于3个倾角为56度的轨道平面内。全部30颗卫星（后调整为24颗工作卫星，6颗备份卫星）计划于2020年发射完毕。伽利略的主要特点是多载波、多服务、多用户，除了具有全球导航定位功能外还具有全球搜索救援的功能。伽利略的设计能够与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯相互兼容，提供更高精度和更为可靠的民用全球导航定位服务。