上述各种导航系统在其覆盖范围和功能上各不相同。一切都取决于星载原子钟所提供的授时精度。除了日本的系统外，其他所有系统都在轨道周期约12 h 的中高地球轨道上运行。

通过陆基设备增强系统精度可以满足某些专门的需求。在美国，联邦航空管理局（Federal Aviation Administration，FAA）负责开发一种基于卫星的增强系统（Satellite-based Augmentation System，SBAS），称为广域增强服务（Wide Area Augmentation Service，WAAS）。WAAS 依赖于经过精密勘察精确分布在美国各地的地面站。然后通过2 颗分别位于西经107°和西经133°的地球同步卫星不断发出位置信息。

WAAS 的目的是让GPS 和WAAS 组合导航系统协助飞机在美国境内起飞、降落和运行。WAAS 运行的既定目标是提高GPS 的“准确性、完整性和可用性”，以帮助航空飞行和提高航空安全性[2]。

连续运行基准站（Continuously Operating Reference Stations，CORS）由隶属于美国国家海洋和大气管理局的美国国家大地测量局（National Geodetic Survey，NGS）管理。CORS 提供由载波相位和码距测量组成的NAVSTAR GPS 网络数据，以支持美国以及其他几个国家的三维定位、气象学、空间气象和地球物理应用。

CORS 网络被很多测量人员和全球信息系统（Global Information System，GIS）用户以及众多工程师、科学家和依赖于高精度定位数据的一般公众所需要，特别是那些需要在水平和垂直方向上精确到几厘米的三维定位数据的人。

CORS 网络是一个合作项目，因此涉及很多合作伙伴，包括众多政府机构及学术界、私人和商业参与者。CORS 网络的各站点是独立拥有和运营的。网络中有超过2 000 个地面站和200 多个不同的合作组织[3]。

为了提高全球GNSS 网络的准确性，各国都做出了各种努力，如采用更加精确的原子钟和已知精确位置的地面系统，如WAAS 和CORS 网络。其他国家在各自GNSS 内开发的改进和增强系统可在Sergio Camacho-Lara 博士撰写的文章中找到，也可从该作者的《卫星应用手册》（Handbook of Satellite Applications）第二版中获得参考。其中一些系统甚至正在寻求实现毫米级精度，以支持大地测量科学和其他应用[4]。

此外各国也在设法提高GNSS 的弹性，确保持续可用性，并保护它们免受可能的网络攻击及对其操作控制系统的黑客攻击。

最关注的问题之一是通过提升GNSS 卫星的性能来提高系统的抗干扰性，并防范敌对政府任何可能进行的敌对攻击。

GNSS 卫星在轨道上的运行速度相对于光速是足够大的，因此必须考虑爱因斯坦运动相对论的影响，以便合理测算指定位置。目前正在运行的一些最先进的系统包括俄罗斯格洛纳斯-M 系列、美国的Navstar GPS Block ⅢA 卫星和中国的北斗三号卫星（这三类GNSS 卫星分别如图4.2～图4.4所示）。

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图4.2　俄罗斯研制的格洛纳斯-M 系列卫星（图片由俄罗斯科学院提供）

图4.3　GPS Block ⅢA 卫星系列（图片由Lockheed Martin 公司提供）

图4.4　有超精确原子钟的北斗三号卫星（图片由中国科学院提供）

例如，中国北斗三号卫星的配置中就包括超精确原子钟，精度高达每300年误差仅为1s。这样的精度，再加上高性能的地面系统，可以将地球表面的定位精度提高到毫米以内[5]。

如果对GNSS 轨道、基准系统、载波频率、时间导航系统、GNSS增强系统或其他技术细节有兴趣，建议参考《卫星应用手册》（第二版）中Rogerio Enriquez-Caldera 的文章[6]。

近年来，最大的进步领域并不是来自卫星关键技术的升级，而是来自不断开发用于精确导航和授时卫星的重要应用和新用途。如今，GNSS 卫星为海上船舶、汽车、卡车、公共汽车和其他交通工具的航行路线提供了重要服务。这些卫星协助飞机的起飞、降落和航线选择，还为世界各国提供重要的授时服务。这些高度精确的卫星业务用途还包括时间戳，其作为银行交易和其他安全金融交易的安全系统的一部分。

对GNSS 应用的市场分析得出以下数据。基于位置的服务占市场的53%，基于道路的服务占38%。测量和制图、铁路、农业、渔业、海事、时间同步、安全和航空等其他应用占剩下的9%。然而，应用的百分比并不一定准确地表示用途的重要性。用于航空和时间同步的应用只占总数的1% 多一点，但这些应用对飞机安全和互联网的运行至关重要[7]。

展望未来，机遇更加多样化。例如，GNSS 不仅将用于飞机的航线选择和降落，而且还将是自动驾驶车辆、自动货运操作甚至是在商业空域上空飞行的无人货机的关键。这不仅可使汽车和卡车运输更加安全，而且所有形式的陆运和海运的成本效益也会大大提高。有许多与GNSS网络相关的自动化操作可能会显著提高生产率。然而，所有这些重要的操作都更依赖于导航卫星可靠和持续的运作。因此，这些网络的安全运行涉及大量的隐私、网络安全和至关重要的基础设施问题。