GNSS是如何做到（2+2）> 4 的？

在我们的卫星导航应用服务产业面前，存在着双重任务，一是把北斗系统用足用好，还有就是把天上所有的GNSS卫星用好，这是一种使命感，也是一种真正战略能力和国际竞争力的体现。至今，还有许多人对于“中国的北斗，世界的北斗”的概念，只是停留在“中国的北斗”这一初级层次，而没有进入高级阶段。原因是站位缺乏高度，缺乏把北斗融入GNSS的雄心壮志，缺乏构建人类命运共同体的高远思维。要想成为“世界的北斗”并非是一句空话，需要理念、格局、途径与方法，实现北斗与其它GNSS兼容互操作只是入门之举。

在《GPSWorld》的十月号上，编者专门将GNSS的四大全球系统，作为封面故事载入。而且还将原有的GPS与GLONASS两大系统，与2020年为止的新建成投入服务的BDS和Galileo两大系统，构成了（2+2）> 4 的不等式，论述了多星座多频率新信号带来的重大好处，带来巨大的效益，并且提醒人们说，四个完全的GNSS星座能增强测量精度和速度。在“十月号”中，还专门撰写了相关说明文章。

GNSS的第一个，当然是GPS。1995年7月，美国空军宣布GPS（全球定位系统）已满足所有要求的完整的运作能力（FOC）。很快，就有第二个，这就是在同年十二月，俄罗斯的全球导航卫星系统，或者说是GLONASS，也实现了FOC。过了差不多四分之一世纪，GNSS又来了两个新成员，它们就是中国的北斗卫星导航系统（BDS)，和欧洲的伽利略均投入了正式服务，不同的是BDS在2020年7月31日由习近平主席宣布北斗三号正式开通服务，而欧洲伽利略没有公开宣布。与此同时，印度区域导航卫星系统（IRNSS，又名导航印度星座（NavIC）在印地语中意为“水手”或“航海家”）和日本的准天顶卫星系统（QZSS，也称Michibiki），虽然不是全球性的，但是它们的计划也在不断的进展之中。目前，NavIC 已经是一个自主的区域卫星导航系统，以及基于 NavIC 的跟踪器是强制性的应用在印度的商用车上。日本的QZSS

目前补充GPS以提高覆盖东亚和大洋洲，但日本计划有一个可操作的七颗卫星组成的星座，到2023年实现自主能力。韩国定位系统(KPS)计划到2035年加入GNSS系列。谁是下一个？会不会是另一个国家或私人公司？给定的国家资助的系统是对最终用户免费，现在还看不出是什么商业模式将适用于私人GNSS星座。不管怎么说，北斗/GNSS已经成为人们离不开的应用服务，成为一种生活方式，也很快成为一种文化进入人们的日常生活。

全世界的人们，都沉迷于无处不在的定位能力。是为了寻找餐厅或跟踪共享单车的骑行，基于卫星定位的相关服务已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。用户现在可以同时选择四个独立的GNSS。现在大家才觉得多星座要比多星座强好多。我们的社会在很大程度上已经依赖于定位、导航和授时(PNT)的可用性，更多的卫星能够更大程度上保障可用性。卫星导航服务方式与我们依赖电力和电讯的方式大致相同。GNSS还“隐藏”着更关键的应用，例如同步电力线、股票交易或蜂窝网络的基站的网络时间同步。显然，各国有充分的理由，由国家集团建立独立的天基导航系统，因为它们远远超出可能的军事考虑，这是值得保护的基本战略利益、当地经济和关键基础设施，以及紧急救援呼叫联动系统。

对大众市场和高端用户同时使用四个 GNSS 的影响。最明显的后果肯定是数量增加了近四倍卫星。截至今天，四个GNSS包括超过100余颗卫星，在每个开阔空间，当人们打开GNSS接收机，或者智能手机导航功能时，会发现有30到40颗同时运行在自己可见的视野内，与应用单个星座相比，统计误差减少了两倍。更加重要的是，在卫星导航信号容易受到遮挡的地方，也常常有足够数量的卫星进行定位。可见卫星数量较多对GNSS无线电科学家特别有吸引力，可以获得通过不同的大气区域GNSS信号的细微变化信息。多个GNSS星座允许更好的分辨率并最终有利于天气预报。新的星座带来的新信号、新原子钟、星间电路部署等一系列技术，让定轨精度提高、系统误差降低都有明显贡献。对于接收机而言，多星座卫星数量增加，显然有助于减少收敛时间，是成功修复整周模糊度所必需的。GNSS的互操作，使得空间信号范围支持对来自GPS、伽利略和北斗三号集中在共用的L1/E1/B1和L5/E5a/B2a中心频率上，使得信号的码片率、调制和信号功率旨在减少测量噪声、更好的多径保护和改进的弱信号跟踪。同时使用两个信号频率允许严格消除电离层路径延迟，从而消除对低成本定位设备的误差预算。总而言之，四个GNSS的可用性意味着给导航用户提供更好可用性、稳健性、多样性和可行性。然而，我们不应忘记，所有 GNSS使用基本相同的核心技术和共享相同的漏洞。我们仍然必须付出应有的代价重视坚韧性、增强和挑战，补充、备份和互换GNSS资源，提供保证PNT服务，以满足社会对稳健性的需求。

要适应快速演变的技术与产业趋势，才能真正利用好GNSS多星座的优势。现在您最多可以同时看到40颗卫星，在亚洲甚至达到50颗。在一些制造商的现场软件中，只是要求它选择不同的几何形状，就可比较这些几何图形到的可重复结果。四个完整的GNSS星座使得可用性大大增加，得到更多的保障，加上两个区域星座，给了我们更多的可靠性信心，随着就是数据中位置和时间精度的提高。还为我们提供了更好的覆盖范围（包括建筑物附近和树叶植被遮挡的条件下），以及更快的首次定位收敛速度。