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摘 要：“伽利略”计划是欧盟为了打破美国的GPS在卫星导航定位这一领域的垄断而启动的迄今为止欧洲将要开发的最重要的航天计划。无论从技术角度、经济角度、还是从战略角度出发，该计划都具有极高的研究价值。文章简要介绍“伽利略”系统及中国加入“伽利略”卫星导航系统后对测绘的影响。
关键词：GPS；GLONASS；“伽利略”系统；测绘影响
1、“伽利略”系统
1999年，欧洲提出了建立“伽利略”导航卫星系，2002年3月26日，欧盟15国交通部长会议一致决定，正式启动“伽利略”导航卫星计划。“伽利略”系统的卫星星座是由分布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，具体参数如下：每条轨道卫星个数10（9颗工作，1颗备用）；卫星分布轨道面数3；轨道倾斜角56°；轨道高度24000km；运行周期14h4min；卫星寿命20年；卫星重量625kg；电量供应1.5kw；射电频率1202.025MHz，1278.750MHz，1561.098MHz，1589.742MHz。卫星个数与卫星的布置和美国GPS系统的星座有一定的相似之处。“伽利略”系统的工作寿命为20年，中等高度轨道卫星（MEO）星座工作寿命设计为15年。这些卫星能够被直接发送到运行轨道上正常工作。每一个MEO卫星在初始升空定位时，其位置都可以稍微偏离正常工作位置。，与上世纪70年代美国建成的GPS系统相比，“伽利略”系统是一个经济、实用、高效、先进的系统。“伽利略”系统的性能极为先进，定位精度可达厘米级。最高精度比GPS高10倍，即使是免费使用的信号精度也达到6米。“伽利略”除能提供精确的定位信号外，还可以提供移动电话业务服务，用于救生行动，如接收失事飞机的求救信号后，快速通知附近的救援部门。据称，这些是GPS所无法实现的。
“伽利略”计划分为四个阶段，具体如下：
第一阶段：系统的可行性评估。已于2000年底完成；
第二阶段（2001~2005年）：系统开发和检测阶段。主要任务是汇总任务需求，开发2~4颗卫星和地面部分，系统在轨验证。
第三阶段（2006~2007年）：系统建设阶段。主要任务是卫星的发射布网，地面站的架设，系统的整体联调。
第四阶段（2008年-）：系统商业运行阶段。系统预计到2014年达到收支平衡，实现独立运转。
2、我国参加伽利略计划的基本情况统
在2001年6月朱镕基总理在北京接见了欧盟副主席De Palicio女士率领的欧盟访华团，表达了希望中国参加GALILEO计划的意愿和“平等参与、承担必要的义务、享有应有的权利“的参加原则。随后由科技部联合总装备部、国防科工委签发的关于中国拟参加欧洲GALILEO计划的报告得到了当时国务院总理朱镕基和吴邦国、温家宝、李岚清等副总理签名批准。国务院授权科技部代表中国政府与欧共体授权的欧盟委员会进行有关谈判。科技部组织了以徐冠华部长为组长的部级领导小组和相应行业专家组成的谈判技术工作小组，为谈判积极进行准备。为保证谈判的顺利进行，科技部于2002年以国际合作的方式设立了“中欧卫星增强系统EGNOS在华测试”、“我国参加伽利略计划的战略研究”等项目。此外，通过863计划设立了“伽利略系统计划合作演示验证系统”的项目，以便对伽利略系统的各组成进行全面的模拟仿真，了解系统的整体设计，研究中国在该计划中可承担的技术工作、该计划实施在中国地域的基础设施建设的方案的可行性研究，并为谈判及时提供各种技术支持。中欧卫星导航合作计划（伽利略计划）正式谈判分别于2003年5月（布鲁塞尔）和9月（北京）分两轮进行，并于2003年9月18日草签了合作协议。正式协议于2003年10月31日在北京举行的中欧峰会期间签署，温家宝总理代表中国政府在协议上签字。此协议标志着中国成为第一个参与伽利略计划的第三方国家。为使该合作顺利进行，科技部委托国家遥感中心代表中方争取参加GJU，加入GJU的谈判在2004年1月和4月分两轮进行，并在10月9日在北京正式签署了国家遥感中心加入GJU的协议。2006年至2008年是GALILEO项目实施的阶段。在该阶段，卫星的批量生产和发射、地面段基础设施的建设将全面进行。欧洲拟将此阶段的管理权赋予由欧洲一些大的财团出资组成的联合公司（GOC），GOC将负责该系统未来的正常运营，还具有特许经营权。我国也采用类似的运营模式，由航天企业、卫星通讯企业、电子企业等4家大型国有企业成立了中国伽利略公司（简称CGOC），具体负责我国伽利略计划的研发、民间融资及系统运营。国家遥感中心和中国伽利略公司于2005年3月9日在北京正式签署了中国伽利略项目总承包协议。
作为世界上两大航天技术巨头，中国和欧洲在“伽利略”计划上的合作意义重大。中国的参与在政治上体现了对欧盟独立发展航天技术的支持。中国经济的发展需要先进的导航技术和安全稳定的导航信号，而目前我国独立研制的全球导航系统在短期内还无法建成，美国的GPS系统的安全性又无法满足中国的要求，因此参加“伽利略”计划也是一种现实需要。
3、测绘行业的应对策略
美国GP系统的最大目的仍然是服务于美国军方以及盟军。而GALILEO系统则主要从民用的角度来考虑，这将使用户的使用更安全和可靠。伽利略系统的建成，将改变卫星导航定位在我国应用的局面，必将在许多行业促进导航定位技术的推广和应用。在该系统提供的多个频段的导航定位技术中，测绘将是应用最广的行业，该系统实用化的快速动态定位（RTK）技术将会大量、高效地用于工程测量、地籍测量等方面。从技术层面讲，目前单站GPS RKT的总体有效性远不如网络GPS RTK，而模拟实验表明，多系统（GPS/伽利略）的网络RTK将在定位的效率（初始化时间）、稳定性和有效性方面有质的飞跃。另一方面，多个频段的载波相位接收数据将会使高精度大地测量框架的建设、维护更为经济、安全和高效率。因此，测绘部门将会得益于伽利略系统的建成。测绘行业主管部门应该利用中国政府和欧盟就伽利略系统的合作为契机，参与到伽利略计划的基础设施的建设中，启动一些今后伽利略定位技术在测绘生产中应用关键技术的研究项目，使测绘行业保持国内卫星导航定位应用的主要产业部门的地位，保持高新技术应用于测绘生产的局面，具体有几个方面的工作：
1）对已有的GPS连续运行站进行设备和技术改造，建成伽利略系统的地面站GSS。根据国家测绘行业“十一五”规划，结合地理坐标框架架设和维护的需求，建设伽利略系统地面站（简称GSS）。而GSS是并入伽利略导航系统监测网中。这些站工作于无人值守状态，能够接收星座发出的测距信号、导航电文及星座运行的环境数据，并把数据传送到导航系统控制中心。作为扩充功能，这样的地面站还是广域增强系统的基础设施，可形成长距离、快速、高精度定位的新的测量方式。
轨道测定与时间同步是导航系统监测网的两个主要功能。最初欧方提出了四套方案：①在每颗卫星上实时进行轨道测定和时间同步；②使用双向测距技术的地面处理；③包括GEO和MEO之间的星间测距；④单向测距，与GPS类似。其中④作为参考基准。①和③已经被欧盟排除。单向测距与双向测距是相似的，几乎可以得到相同的结果，其主要差异在于时间同步方面，双向测距可以把距离测量和时间测量分离。地面处理的核心是轨道测定软件包，我们应研制开发轨道综合定轨软件平台。
2）进行多种卫星导航定位系统支持的关键定位技术的研究和自主知识产权的定位数据处理和分析软件的开发，以支持我国测绘行业在多种星座的支持下，迅速应用新的定位技术于大地测量框架建设和维护、工程测量、地籍测量、大中比例尺城市图的修测等。2008年欧洲的伽利略系统将能够为全球提供正常的使用。因此，未来的导航定位卫星系统将是一个多系统构成的大系统，高效、可靠安全的导航定位将是用户追求的目标。而提前研究多星兼容的定位技术十分必要。提前研究如此关键技术者，最终会站在技术领先的位置上，必将首先将先进技术实用化。
3）支持有关的测量型卫星定位兼容接收机的研发和批量生产。许多产业部门十分关注伽利略系统建设的进展，而开发用户接收机将蕴含巨大商机。目前，因为卫星导航定位系统的应用具有广泛性，甚至可以改变人们的生活方式，故很难说这样的市场应该归属哪一个部门或产业。如果有条件，测绘行业主管部门可以考虑在研发和生产测量型卫星定位兼容接收机方面的支持，而我国从事卫星导航定位接收机生产制造的企业应尽早投入，抢占国内庞大的市场，为民族产业的发展作出贡献。
4、结束语
伽利略系统建设是全球卫星导航定位历史的又一个里程碑，多种全球卫星导航定位系统的共存与发展，将进一步推动许多产业部门的高新技术的应用和技术体系的升级。测绘生产和科研应抓住这个难得的契机，提前做好技术准备，使测绘行业始终站在高新技术推广应用的前列，促进测绘行业的技术发展。
关键词：GPS；GLONASS；“伽利略”系统；测绘影响
1、“伽利略”系统
1999年，欧洲提出了建立“伽利略”导航卫星系，2002年3月26日，欧盟15国交通部长会议一致决定，正式启动“伽利略”导航卫星计划。“伽利略”系统的卫星星座是由分布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，具体参数如下：每条轨道卫星个数10（9颗工作，1颗备用）；卫星分布轨道面数3；轨道倾斜角56°；轨道高度24000km；运行周期14h4min；卫星寿命20年；卫星重量625kg；电量供应1.5kw；射电频率1202.025MHz，1278.750MHz，1561.098MHz，1589.742MHz。卫星个数与卫星的布置和美国GPS系统的星座有一定的相似之处。“伽利略”系统的工作寿命为20年，中等高度轨道卫星（MEO）星座工作寿命设计为15年。这些卫星能够被直接发送到运行轨道上正常工作。每一个MEO卫星在初始升空定位时，其位置都可以稍微偏离正常工作位置。，与上世纪70年代美国建成的GPS系统相比，“伽利略”系统是一个经济、实用、高效、先进的系统。“伽利略”系统的性能极为先进，定位精度可达厘米级。最高精度比GPS高10倍，即使是免费使用的信号精度也达到6米。“伽利略”除能提供精确的定位信号外，还可以提供移动电话业务服务，用于救生行动，如接收失事飞机的求救信号后，快速通知附近的救援部门。据称，这些是GPS所无法实现的。
“伽利略”计划分为四个阶段，具体如下：
第一阶段：系统的可行性评估。已于2000年底完成；
第二阶段（2001~2005年）：系统开发和检测阶段。主要任务是汇总任务需求，开发2~4颗卫星和地面部分，系统在轨验证。
第三阶段（2006~2007年）：系统建设阶段。主要任务是卫星的发射布网，地面站的架设，系统的整体联调。
第四阶段（2008年-）：系统商业运行阶段。系统预计到2014年达到收支平衡，实现独立运转。
2、我国参加伽利略计划的基本情况统
在2001年6月朱镕基总理在北京接见了欧盟副主席De Palicio女士率领的欧盟访华团，表达了希望中国参加GALILEO计划的意愿和“平等参与、承担必要的义务、享有应有的权利“的参加原则。随后由科技部联合总装备部、国防科工委签发的关于中国拟参加欧洲GALILEO计划的报告得到了当时国务院总理朱镕基和吴邦国、温家宝、李岚清等副总理签名批准。国务院授权科技部代表中国政府与欧共体授权的欧盟委员会进行有关谈判。科技部组织了以徐冠华部长为组长的部级领导小组和相应行业专家组成的谈判技术工作小组，为谈判积极进行准备。为保证谈判的顺利进行，科技部于2002年以国际合作的方式设立了“中欧卫星增强系统EGNOS在华测试”、“我国参加伽利略计划的战略研究”等项目。此外，通过863计划设立了“伽利略系统计划合作演示验证系统”的项目，以便对伽利略系统的各组成进行全面的模拟仿真，了解系统的整体设计，研究中国在该计划中可承担的技术工作、该计划实施在中国地域的基础设施建设的方案的可行性研究，并为谈判及时提供各种技术支持。中欧卫星导航合作计划（伽利略计划）正式谈判分别于2003年5月（布鲁塞尔）和9月（北京）分两轮进行，并于2003年9月18日草签了合作协议。正式协议于2003年10月31日在北京举行的中欧峰会期间签署，温家宝总理代表中国政府在协议上签字。此协议标志着中国成为第一个参与伽利略计划的第三方国家。为使该合作顺利进行，科技部委托国家遥感中心代表中方争取参加GJU，加入GJU的谈判在2004年1月和4月分两轮进行，并在10月9日在北京正式签署了国家遥感中心加入GJU的协议。2006年至2008年是GALILEO项目实施的阶段。在该阶段，卫星的批量生产和发射、地面段基础设施的建设将全面进行。欧洲拟将此阶段的管理权赋予由欧洲一些大的财团出资组成的联合公司（GOC），GOC将负责该系统未来的正常运营，还具有特许经营权。我国也采用类似的运营模式，由航天企业、卫星通讯企业、电子企业等4家大型国有企业成立了中国伽利略公司（简称CGOC），具体负责我国伽利略计划的研发、民间融资及系统运营。国家遥感中心和中国伽利略公司于2005年3月9日在北京正式签署了中国伽利略项目总承包协议。
作为世界上两大航天技术巨头，中国和欧洲在“伽利略”计划上的合作意义重大。中国的参与在政治上体现了对欧盟独立发展航天技术的支持。中国经济的发展需要先进的导航技术和安全稳定的导航信号，而目前我国独立研制的全球导航系统在短期内还无法建成，美国的GPS系统的安全性又无法满足中国的要求，因此参加“伽利略”计划也是一种现实需要。
3、测绘行业的应对策略
美国GP系统的最大目的仍然是服务于美国军方以及盟军。而GALILEO系统则主要从民用的角度来考虑，这将使用户的使用更安全和可靠。伽利略系统的建成，将改变卫星导航定位在我国应用的局面，必将在许多行业促进导航定位技术的推广和应用。在该系统提供的多个频段的导航定位技术中，测绘将是应用最广的行业，该系统实用化的快速动态定位（RTK）技术将会大量、高效地用于工程测量、地籍测量等方面。从技术层面讲，目前单站GPS RKT的总体有效性远不如网络GPS RTK，而模拟实验表明，多系统（GPS/伽利略）的网络RTK将在定位的效率（初始化时间）、稳定性和有效性方面有质的飞跃。另一方面，多个频段的载波相位接收数据将会使高精度大地测量框架的建设、维护更为经济、安全和高效率。因此，测绘部门将会得益于伽利略系统的建成。测绘行业主管部门应该利用中国政府和欧盟就伽利略系统的合作为契机，参与到伽利略计划的基础设施的建设中，启动一些今后伽利略定位技术在测绘生产中应用关键技术的研究项目，使测绘行业保持国内卫星导航定位应用的主要产业部门的地位，保持高新技术应用于测绘生产的局面，具体有几个方面的工作：
1）对已有的GPS连续运行站进行设备和技术改造，建成伽利略系统的地面站GSS。根据国家测绘行业“十一五”规划，结合地理坐标框架架设和维护的需求，建设伽利略系统地面站（简称GSS）。而GSS是并入伽利略导航系统监测网中。这些站工作于无人值守状态，能够接收星座发出的测距信号、导航电文及星座运行的环境数据，并把数据传送到导航系统控制中心。作为扩充功能，这样的地面站还是广域增强系统的基础设施，可形成长距离、快速、高精度定位的新的测量方式。
轨道测定与时间同步是导航系统监测网的两个主要功能。最初欧方提出了四套方案：①在每颗卫星上实时进行轨道测定和时间同步；②使用双向测距技术的地面处理；③包括GEO和MEO之间的星间测距；④单向测距，与GPS类似。其中④作为参考基准。①和③已经被欧盟排除。单向测距与双向测距是相似的，几乎可以得到相同的结果，其主要差异在于时间同步方面，双向测距可以把距离测量和时间测量分离。地面处理的核心是轨道测定软件包，我们应研制开发轨道综合定轨软件平台。
2）进行多种卫星导航定位系统支持的关键定位技术的研究和自主知识产权的定位数据处理和分析软件的开发，以支持我国测绘行业在多种星座的支持下，迅速应用新的定位技术于大地测量框架建设和维护、工程测量、地籍测量、大中比例尺城市图的修测等。2008年欧洲的伽利略系统将能够为全球提供正常的使用。因此，未来的导航定位卫星系统将是一个多系统构成的大系统，高效、可靠安全的导航定位将是用户追求的目标。而提前研究多星兼容的定位技术十分必要。提前研究如此关键技术者，最终会站在技术领先的位置上，必将首先将先进技术实用化。
3）支持有关的测量型卫星定位兼容接收机的研发和批量生产。许多产业部门十分关注伽利略系统建设的进展，而开发用户接收机将蕴含巨大商机。目前，因为卫星导航定位系统的应用具有广泛性，甚至可以改变人们的生活方式，故很难说这样的市场应该归属哪一个部门或产业。如果有条件，测绘行业主管部门可以考虑在研发和生产测量型卫星定位兼容接收机方面的支持，而我国从事卫星导航定位接收机生产制造的企业应尽早投入，抢占国内庞大的市场，为民族产业的发展作出贡献。
4、结束语
伽利略系统建设是全球卫星导航定位历史的又一个里程碑，多种全球卫星导航定位系统的共存与发展，将进一步推动许多产业部门的高新技术的应用和技术体系的升级。测绘生产和科研应抓住这个难得的契机，提前做好技术准备，使测绘行业始终站在高新技术推广应用的前列，促进测绘行业的技术发展。