物联网之卫星导航系统

1、卫星导航系统的发展

全球卫星导航系统也叫全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS），是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，通俗一点解释就是通过卫星系统，获取地球上任意点的位置信息，包括时间、经纬度、海拔、速度等信息。

全球卫星导航系统包括美国的全球定位系统GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟的伽利略卫星导航系统（GALILEO）和中国的北斗卫星导航系统（BDS）。其中GPS是世界上第一个建立并用于导航定位的全球系统，2020年中国北斗导航系统完成全球覆盖。
　　
　　除四大全球导航系统外，还有日本的QZSS(准天顶系统）、印度的RNSS区域导航系统，只能为区域提供定位服务。
　　
　　因为GPS的首发时间优势，以及卫星导航系统应用原理十分接近，部分场合称呼卫星导航系统都叫GPS，只是习惯问题，并非单指美国的GPS系统，本文部分描述也是基于这个习惯，请注意区分。

2、系统的构成

卫星导航系统的组成基本相同，以美国GPS为例。

2.1 控制部分

GPS控制部分由1个主控站，5个监测站和3个注入站组成。控制部分主要用于监测和控制卫星运行，编算卫星星历（导航电文），保持系统时间。
主控站：从各个监控站收集卫星数据，计算出卫星的星历和时钟修正参数等，并通过注入站注入卫星；向卫星发布指令，控制卫星，当卫星出现故障时，调度备用卫星。
监控站：接收卫星信号，检测卫星运行状态，收集天气数据，并将这些信息传送给主控站。
注入站：将主控站计算的卫星星历及时钟修正参数等注入卫星。

2.2 空间部分

GPS空间部分主要由24颗GPS卫星构成，其中21颗工作卫星，3颗备用卫星。24颗卫星运行在6个轨道平面上，运行周期为12个小时。保证在任一时刻、任一地点高度角15度以上都能够观测到4颗以上的卫星。卫星