2020年,是四大全球卫星导航系统全部完成全球部署、提供服务的新起点,世界卫星导航发展迈入了新纪元;同时,这也是四大系统瞄准 2035年前后形成新能力,开始升级换代的新起点。
当前全球GNSS系统正在加速更新换代。美国GPS的发展目标是为了维持其在GNSS领域中的领导地位,从 1996年以来,一直在持续不断地推进GPS现代化进程,特别是GPSIII和GPSIIIF卫星的研发与部署。GPSIIIF与GPSIII相比,卫星性能进一步提高,包括区域军事保护能力可在战区提供高达 60 倍的抗干扰能力,以确保美国和盟军在敌对环境中使用GPS不被拒阻;增加提高精度的激光后向反射器阵列和新的搜救有效载荷;实现全数字导航有效载荷。近年来,美国又开展NTS-3(导航技术卫星三号)实验,这是美国近 50年来首次进行此类实验。在 20 世纪 70年代,海军研究实验室的NTS-1 和NTS-2 卫星实验引领了GPS星座的发展。NTS-3 型先锋号卫星在 2023年年底发射,将开展 100 多种实验,有望突破定位、导航和授时(PNT)技术的界限,为卫星导航的更灵活、更稳健和更具弹性的体系结构铺平道路。
俄罗斯GLONASS系统一直以来也在推进其系统的现代化,在 2022—2030年,主推K2 星系列,至 2030年至少将有 12 颗K2 MEO星在轨工作,卫星广播的信号有L1OC、L2OC、L3OC(CDMA)、L1OF和L2OF(FDMA),利用统一的相控阵天线后向兼容接收所有信号,以期实现空间信号的用户测距误差平均为 0.2 ~ 0.3m,同时运用新技术实现星钟稳定度为 5×10-15。GLONASS系统还计划在 2030年前完成高轨空间复合体星座建设,共有 3 个轨道 6 颗IGSO星,轨道倾角为 64.80,轨道高度在 34 000~38 000 千米,计划 2026年将发第一颗卫星。该星座将有效改善GLONASS系统的GDOP性能,使东半球导航精度提高 25%,增加城市峡谷、北极地区GLONASS系统高精度服务的可用性与覆盖范围,同时保障PPP校准和高精度服务的完好性。
欧洲正在积极研发部署伽利略二代(G2G),从 2013年开始就开展了技术与系统研究,并于 2020年完成了系统、卫星和地面部分的采购。目前,第二代伽利略卫星 12 颗正在研发制造中,计划采购的卫星总数是 24颗。目前计划于 2025—2026年发射第一颗G2G卫星,启动在轨验证,2028年G2G提供初始服务,2031年实现G2G的完全服务能力。
北斗三号卫星导航系统已于 2020年7月 31 日建成正式开通,提前半年完成组网,为全球提供更加优质、更加多样的服务。面向未来,中国将建设技术更先进、功能更强大、服务更优质的北斗系统,建成更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系,提供高弹性、高智能、高精度、高安全的定位导航授时服务,更好地惠及民生福祉、服务人类发展进步。
我国要建强北斗卫星导航系统,建成中国特色北斗系统智能运维管理体系,突出短报文、地基增强、星基增强、国际搜救等特色服务优势,不断提升服务性能、拓展服务功能,形成全球动态分米级高精度定位导航和完好性保障能力,向全球用户提供高质量服务。
我国要推动北斗系统规模应用市场化、产业化、国际化发展,提供更加优质、更加多样的公共服务产品,进一步挖掘市场潜力、丰富应用场景、扩大应用规模,构建新机制,培育新生态,完善产业体系,加强国际产业合作,打造更加完整、更富韧性的产业链,让北斗系统发展成果更好地惠及各国人民。
我国要构建国家综合定位导航授时体系,发展多种导航手段,实现前沿技术交叉创新、多种手段聚能增效、多源信息融合共享,推动服务向水下、室内、深空延伸,提供基准统一、覆盖无缝、弹性智能、安全可信、便捷高效的综合时空信息服务,推动构建人类命运共同体,建设更加美好的世界。