衛(wèi)星導(dǎo)航（Satellite navigation）是指采用導(dǎo)航衛(wèi)星對地面、海洋、空中和空間用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位的技術(shù)。常見的GPS導(dǎo)航，北斗星導(dǎo)航等均為衛(wèi)星導(dǎo)航。

簡介：

采用導(dǎo)航衛(wèi)星對地面、海洋、空中和空間用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位的技術(shù)。利用太陽、月球和其他自然天體導(dǎo)航已有數(shù)千年歷史，由人造天體導(dǎo)航的設(shè)想雖然早在19世紀(jì)后半期就有人提出，但直到20世紀(jì)60年代才開始實現(xiàn)。1964年美國建成“子午儀”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并交付海軍使用，1967年開始民用。1973年又開始研制“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)。蘇聯(lián)也建立了類似的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。法國、日本、中國也開展了衛(wèi)星導(dǎo)航的研究和試驗工作。衛(wèi)星導(dǎo)航綜合了傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點，真正實現(xiàn)了各種天氣條件下全球高精度被動式導(dǎo)航定位。特別是時間測距衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，不但能提供全球和近地空間連續(xù)立體覆蓋、高精度三維定位和測速，而且抗干擾能力強(qiáng)。

組成部分：

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由導(dǎo)航衛(wèi)星、地面臺站和用戶定位設(shè)備三個部分組成。

①導(dǎo)航衛(wèi)星：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間部分，由多顆導(dǎo)航衛(wèi)星構(gòu)成空間導(dǎo)航網(wǎng)。

②地面臺站：跟蹤、測量和預(yù)報衛(wèi)星軌道并對衛(wèi)星上設(shè)備工作進(jìn)行控制管理，通常包括跟蹤站、遙測站、計算中心、注入站及時間統(tǒng)一系統(tǒng)等部分。跟蹤站用于跟蹤和測量衛(wèi)星的位置坐標(biāo)。遙測站接收衛(wèi)星發(fā)來的遙測數(shù)據(jù)，以供地面監(jiān)視和分析衛(wèi)星上設(shè)備的工作情況。計算中心根據(jù)這些信息計算衛(wèi)星的軌道，預(yù)報下一段時間內(nèi)的軌道參數(shù)，確定需要傳輸給衛(wèi)星的導(dǎo)航信息，并由注入站向衛(wèi)星發(fā)送。

③用戶定位設(shè)備：通常由接收機(jī)、定時器、數(shù)據(jù)預(yù)處理器、計算機(jī)和顯示器等組成。它接收衛(wèi)星發(fā)來的微弱信號,從中解調(diào)并譯出衛(wèi)星軌道參數(shù)和定時信息等,同時測出導(dǎo)航參數(shù)（距離、距離差和距離變化率等），再由計算機(jī)算出用戶的位置坐標(biāo)（二維坐標(biāo)或三維坐標(biāo)）和速度矢量分量。

用戶定位設(shè)備分為船載、機(jī)載、車載和單人背負(fù)等多種型式。

主要原理：

衛(wèi)星導(dǎo)航按測量導(dǎo)航參數(shù)的幾何定位原理分為測角、時間測距、多普勒測速和組合法等系統(tǒng)，其中測角法和組合法因精度較低等原因沒有實際應(yīng)用。

①多普勒測速定位:“子午儀”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采取這種方法。用戶定位設(shè)備根據(jù)從導(dǎo)航衛(wèi)星上接收到的信號頻率與衛(wèi)星上發(fā)送的信號頻率之間的多普勒頻移測得多普勒頻移曲線，根據(jù)這個曲線和衛(wèi)星軌道參數(shù)即可算出用戶的位置。

②時間測距導(dǎo)航定位：“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)采用這種體制。用戶接收設(shè)備精確測量由系統(tǒng)中 不在同一平面的4顆衛(wèi)星(為保證結(jié)果獨一，4顆衛(wèi)星不能在同一平面)發(fā)來信號的傳播時間，然后完成一組包括 4個方程式的模型數(shù)學(xué)運算，就可算出用戶位置的三維坐標(biāo)以及用戶鐘與系統(tǒng)時間的誤差。

用戶利用導(dǎo)航衛(wèi)星所測得的自身地理位置坐標(biāo)與其真實的地理位置坐標(biāo)之差稱定位誤差，它是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最重要的性能指標(biāo)。定位精度主要決定于軌道預(yù)報精度、導(dǎo)航參數(shù)測量精度及其幾何放大系數(shù)和用戶動態(tài)特性測量精度。軌道預(yù)報精度主要受地球引力場模型影響和其他軌道攝動力影響；導(dǎo)航參數(shù)測量精度主要受衛(wèi)星和用戶設(shè)備性能、信號在電離層、對流層折射和多路徑等誤差因素影響，它的幾何放大系數(shù)由定位期間衛(wèi)星與用戶位置之間的幾何關(guān)系圖形決定；用戶的動態(tài)特性測量精度是指用戶在定位期間的航向、航速和天線高度測量精度。

導(dǎo)航分類：

一、北斗導(dǎo)航

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（BDS），是繼美全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄GLONASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度優(yōu)于20m，授時精度優(yōu)于100ns。2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號接口控制文件正式版正式公布，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對亞太地區(qū)提供無源定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)。

二、GPS導(dǎo)航

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀(jì)70年代，美國陸海空三軍聯(lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。主要目的是為陸海空三大領(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星己布設(shè)完成。在機(jī)械領(lǐng)域GPS則有另外一種含義：產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(Geometrical Product Specifications)-簡稱GPS。另外一種解釋為G/s（GB per s）

三、區(qū)別

1、北斗系統(tǒng)與 GPS 定位系統(tǒng)原理是大體一致的，用的是無源定位，但是細(xì)節(jié)上有差異。GPS是全球定位，北斗是區(qū)域定位；GPS是接收端根據(jù)接收到的信號計算位置。

2、坐標(biāo)系不同， GPS 為 WGS84，北斗系統(tǒng)為 2000 中國大地坐標(biāo)系。這兩個坐標(biāo)系是可以轉(zhuǎn)換的，只是標(biāo)準(zhǔn)不同。

3、北斗系統(tǒng)還具有短信通訊功能一次可傳送多達(dá)120個漢字的訊息。在沒有電信地面基站的地方，通過它就可以實現(xiàn)發(fā)短信。

4、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航三號系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)為 35顆，比 GPS 多，因此未來定位導(dǎo)航精度有保障。

5、北斗系統(tǒng)擁有更多的地球同步軌道衛(wèi)星。