目前,世界各卫星导航系统在积极发展多样化服务。美国GPS的第三代GPS III卫星,播发可与其他GNSS互操作的第 4 个民用信号(L1C),提供更高的精度与原子钟服务,后期GPS IIIF卫星将提供搜救服务。未来美国还将对其星基增强系统WAAS当前使用的 3 颗GEO卫星进行更新换代,通过提供双频多星座服务、增强完好性监测服务进行现代化更新。
俄罗斯GLONASS系统将提供 4 类民用服务,即基本开放服务、高可靠和高精度服务、基于载波相位测量与参考站的导航服务、高精度精密单点定位(PPP)服务。同时,GLONASS系统建有GNSS监测与性能评估系统,独立监测系统性能,并评估用户层性能。
欧洲伽利略系统将具备 4 种新服务,包括公开服务导航信息认证、高精度(目标为 0.2 米)、商业认证、紧急告警(与日、印合作)服务。搜救服务方面,国际搜救组织于 2016年12月宣布伽利略系统具备搜救早期服务能力,目前已完成反向链路功能演示测试,并于 2020年提供正式服务。
根据《新时代的中国北斗白皮书》,北斗系统服务性能优异、功能强大,可提供多种服务,能满足用户多样化需求;包括向全球用户提供定位导航授时、国际搜救、全球短报文通信三种全球服务,向亚太地区提供区域短报文通信、星基增强、精密单点定位、地基增强等四种区域服务。
①定位导航授时服务。通过 30 颗卫星,免费向全球用户提供服务,全球范围水平定位精度优于 9 米、垂直定位精度优于 10 米,测速精度优于0.2 米/秒、授时精度优于 20 纳秒。
②国际搜救服务。通过 6 颗中圆地球轨道卫星,向全球用户提供符合国际标准的遇险报警公益服务。创新设计反向链路,为求救者提供遇险搜救请求确认服务。
③全球短报文通信服务。北斗系统是世界上首个具备全球短报文通信服务能力的卫星导航系统,通过 14 颗中圆地球轨道卫星,为特定用户提供全球随遇接入服务,最大单次报文长度为 560 比特(40 个汉字)。
④区域短报文通信服务。北斗系统是世界上首个面向授权用户提供区域短报文通信服务的卫星导航系统,通过 3 颗地球静止轨道卫星,为中国及周边地区用户提供数据传输服务,最大单次报文长度为 14 000 比特(1 000 个汉字),具备文字、图片、语音等传输能力。
⑤星基增强服务。创新集成设计星基增强服务,通过 3 颗地球静止轨道卫星,向中国及周边地区用户提供符合国际标准的Ⅰ类精密进近服务,支持单频及双频多星座两种增强服务模式,可为交通运输领域提供安全保障。
⑥精密单点定位服务。创新集成设计精密单点定位服务,通过 3 颗地球静止轨道卫星,免费向中国及周边地区用户提供定位精度水平优于 30 厘米、高程优于 60 厘米,收敛时间优于 30 分钟的高精度定位增强服务。
⑦地基增强服务。建成地面站全国一张网,向行业和大众用户提供实时米级、分米级、厘米级和事后毫米级高精度定位增强服务。
世界各大卫星导航系统供应商都在积极致力于拓宽卫星导航的服务范畴,以更好地满足用户多样化需求。服务的多样化已成为未来全球卫星导航系统的发展趋势和竞技比拼的新大招。在此趋势下,中国的北斗系统的基本服务能力与各大卫星导航系统相当,已跻身世界一流系统行列;同时,北斗系统可提供短报文通信、国际搜救、精密单点定位和星基增强等多样化的特色服务,在服务多样化的浪潮中积极发挥引领作用,为世界卫星导航发展贡献了中国方案、中国智慧。