俄罗斯近年来不断加快格洛纳斯卫星导航系统的部署，加快新一代通讯卫星的研发制造及遍布世界各国的地面站建设。目前格洛纳斯卫星导航系统的导航精度约为2.8米，但随着新一代“格洛纳斯-K”卫星对“格洛纳斯-M”卫星的逐步更新及更多的地面站建成并投入使用，该系统的性能将在未来进一步提高。预计2015年该系统定位精度将达到1米。
2.GLONASS系统构成
GLONASS系统由三部分构成。
（1）格洛纳斯星座。格洛纳斯星座卫星由中轨道的24颗卫星组成，包括21颗工作星和3颗备份星，这24颗卫星均匀分布在升交点赤经相隔120°的3个近圆形轨道面上，每个轨道面有8颗卫星，同一平面的卫星之间相隔45°。卫星轨道高度为19130千米，轨道倾角为64.8°，周期为11小时15分。满配置的GLONASS系统卫星星座能够使地球表面99%的地区连续观测到5颗以上卫星。
（2）地面支持系统。地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站（含激光跟踪站）和外场导航控制设备组成。地面支持系统的功能由前苏联境内的许多场地来完成。随着苏联的解体，GLONASS系统由俄罗斯航天局管理，地面支持段已经减少到只有俄罗斯境内的场地了，系统控制中心和中央同步处理器位于莫斯科，遥测遥控站位于圣彼得堡、捷尔诺波尔、埃尼谢斯克和共青城。
（3）用户设备。GLONASS用户设备(即接收机)能接收卫星发射的导航信号，并测量其伪距和伪距变化率，同时从卫星信号中提取并处理导航电文。接收机处理器对上述数据进行处理并计算出用户所在的位置、速度和时间信息。目前，GLONASS系统的主要用途是导航定位，当然与GPS系统一样，也可以广泛应用于各种等级和种类的定位、导航和时频领域等。
3.与GPS的对比
与美国的GPS相似，该系统也开设民用窗口。GLONASS技术可为全球海陆空以及近地空间的各种军、民用户全天候、连续地提供高精度的三维位置、三维速度和一维时间信息。GLONASS在定位、测速及定时精度上则优于施加选择可用性（SA）之后的GPS，由于俄罗斯向国际民航和海事组织承诺将向全球用户提供民用导航服务，并于1990年5月和1991年4月两次公布GLONASS的接口控制文件(Interface Control Document，ICD)，为GLONASS的广泛应用提供了方便。GLONASS的公开化，打破了美国对卫星导航独家经营的局面，既可为民间用户提供独立的导航服务，又可与GPS结合，提供更好的精度几何因子（GDOP）；同时也降低了美国政府利用GPS施以主权威慑给用户带来的后顾之忧，因此引起了国际社会的广泛关注。
在技术方面，GLONASS与GPS有以下几点不同之处：
（1）卫星发射频率不同。GPS的卫星信号采用码分多址（CDMA）体制，每颗卫星的信号频率和调制方式相同，不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址（FDMA）体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。基于这个原因，GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰，因而具有更强的抗干扰能力。
（2）坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系（WGS-84），而GLONASS使用苏联地心坐标系（PZ-90）。
（3）时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联，而GLONASS则与莫斯科标准时相关联。
三、伽利略卫星导航系统（Galileo satellite navigation system）
1.伽利略卫星导航系统简介
欧盟于1999年首次公布伽利略卫星导航系统计划，系统计划分为三个阶段：第一阶段为系统确定阶段。第二阶段为系统发展阶段，该阶段又分为两个子阶段：发展与鉴定阶段和星座部署阶段。发展与鉴定阶段在2002~2005年进行，将进行包括卫星、地面设备和用户接收机等系统部件的详细定义与制造。星座部署阶段在2006~2007年进行，将从2006年开始部署应用卫星，并部署地面设施。第三阶段为商业运营阶段，系统将从2008年开始投入完全商业运营。
1999年欧洲委员会的报告对伽利略系统提出了两种星座选择方案：一是21+6方案，采用21颗中高轨道卫星加6颗地球同步轨道卫星。这种方案能基本满足欧洲的需求，但还要与美国的GPS系统和本地的差分增强系统相结合。二是36+9方案，采用36颗中高轨道卫星和9颗地球同步轨道卫星或只采用36颗中高轨道卫星。这一方案可在不依赖GPS系统的条件下满足欧洲的全部需求。该系统的地面部分将由正在实施的欧洲监控系统、轨道测控系统、时间同步系统和系统管理中心组成。为了降低全系统的投资，上述两个方案都没有被采用，其最终方案是：系统由轨道高度为23616千米的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。每次发射将会把5或6颗卫星同时送入轨道。
2.伽利略卫星导航系统的构成
（1）空间部分。全球设施部分由空间段和地面段组成。空间段的30颗卫星均匀分布在3个中高度圆形地球轨道上，轨道高度为23616千米，轨道倾角56°，轨道升交点在赤道上相隔120°，卫星运行周期为14小时4分，每个轨道面上有1颗备用卫星。某颗工作星失效后，备份星将迅速进入工作位置，替代其工作，而失效星将被转移到高于正常轨道300千米的轨道上。这样的星座可为全球提供足够的覆盖范围。
（2）地面部分。地面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施、地面管理机构。地面段由完好性监控系统、轨道测控系统、时间同步系统和系统管理中心组成。伽利略系统的地面段主要由2个位于欧洲的伽利略控制中心（GCC）和29个分布于全球的伽利略传感器站（GSS）组成，另外还有分布于全球的5个S波段上行站和10个C波段上行站，用于控制中心与卫星之间的数据交换。控制中心与传感器站之间通过冗余通信网络相连。全球地面部分还提供与服务中心的接口、增值商业服务以及与“科斯帕斯－萨尔萨特”（COSPAS－SARSAT）的地面部分一起提供搜救服务。
（3）用户部分。用户端主要就是用户接收机及其等同产品，伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导航信号一起组成复合型卫星导航系统，因此用户接收机将是多用途、兼容性接收机。
3.发展现状
欧盟于1999年首次公布伽利略卫星导航系统计划，其目的是摆脱欧洲对美国全球定位系统的依赖，打破其垄断。在这样的背景下，欧盟决定把中国纳入欧盟已启动的“伽利略”计划中，中国成为第一个非欧盟的参与国。该项目计划总共将发射32颗卫星，总投入达34亿欧元，中方承诺投入2.3亿欧元的巨额资金，第一笔7000万欧元的款项很快就打到欧方账户。其后，欧洲多国的亲美政治人物纷纷上台，使欧盟致力于建立“多极世界”的愿望变得暗淡，欧洲迅速向美国靠拢。欧洲航天局与美国“修好”，同意修正之前拟定的与美国GPS相近的发射频率，以便投入使用后产生信号冲突的可能性降至最低限度。美国同意在技术上支持“伽利略”的开发，以补偿欧盟重新设计的损失。此时，计划尚未开始实施，欧盟就为“伽利略”计划的财政和利益分配吵成一团。也是从这个时候开始，欧盟开始排挤中国，中国不但进不到“伽利略”计划的决策机构，甚至在技术合作开发上也被欧洲航天局故意设置的障碍所阻挡，这样的“结局”令中方十分不满。为此，中国抽身离去，2006年年底中国痛下决心，决定单独干，准备在原来区域性导航系统“北斗一号”基础上推出全球导航系统“北斗二号”。此时，欧盟还在内耗中没有脱开身，因各成员国存在分歧，计划已几经推迟。
欧洲伽利略全球卫星导航系统于2011年10月21日从位于法属圭亚那的库鲁航天中心成功发射首批两颗卫星。2012年10月第三颗和第四颗“伽利略”在轨验证（IOV）卫星发射成功。这4颗卫星将组成一个微型网络以对系统进行初步测试，并确保今后发射的该系统其他卫星能准确进入预定轨道正常运转。2013年春季，已组网的这4颗卫星可以提供导航服务。
四、北斗卫星导航定位系统
（一）北斗导航试验系统（原名“北斗一号”）
“北斗一号”方案于1983年提出，由于采用2颗卫星定位，也称“双星定位导航系统”。
2000年10月31日第一颗卫星发射升空，12月21日第二颗卫星成功发射。2003年5月25日，西昌卫星发射中心成功地用“长征三号甲”运载火箭将第三颗“北斗一号”卫星送入太空。这次发射的是导航定位系统的备份星，它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时提供卫星导航信息。2007年2月3日，“北斗一号”第四颗卫星发射成功，不仅作为早期三颗卫星的备份，同时还将进行卫星导航定位系统的相关试验。
“北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统由两颗地球静止卫星（80°E和140°E）、一颗在轨备份卫星(110.50°E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。其工作频率为2491.75兆赫，系统能容纳的用户数为每小时540000户。具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。
“北斗一号”就性能来说，和美国GPS相比差距甚大。第一，覆盖范围仅限于我国周边地区，与GPS的全球定位相差甚远；第二，定位精度低，定位精度最高20米，而GPS可以到10米以内；第三，由于采用卫星无线电测定体制，用户终端机工作时要发送无线电信号，不能保持无线电静默，会被敌方无线电侦测设备发现，不适合军用；第四，无法在高速移动平台上使用，这限制了它在航空和陆地运输上的应用。但重要的是，“北斗一号”是我国独立自主建立的卫星导航系统，它的研制成功标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断地位，解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。它是一个成功的、实用的、投资很少的初步起步系统。此外，该系统并不排斥国内民用市场对GPS的广泛使用。以“北斗”导航试验系统为基础，我国开始逐步实施“北斗”卫星导航系统的建设，首先满足中国及其周边地区的导航定位需求，并进行系统的组网和测试，逐步扩展为全球卫星导航定位系统。
2.北斗导航试验系统定位原理
系统的工作过程是：首先由地面站向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户机广播。需定位的用户机响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回地面站。地面站接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。
对定位申请，地面站测出两个时间延迟：即从地面站发出询问信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回地面站的延迟（p1+r1+r1+p1）；和从地面站发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回地面站的延迟（p1+r1+r2+p2）。由于地面站和两颗卫星的位置均是已知的（可算出p1和p2，）因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的伪距离（r1），以及用户到两颗卫星距离之和（r1+r2）。
从而知道用户处于一个分别以两颗同步卫星为球心、以卫星到用户接收天线距离为半径构成的两个球面的交线上，这个交线是一个圆。另外地面站从存储在计算机内的数字化地形图查询到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。圆与不规则球面相交，得两个点，分别位于南北半球，取北半球的点即为用户机的位置。从而地面站可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经中心站加密后加入出站广播电文中，通过卫星发送给用户。
（二）北斗卫星导航系统（原名“北斗二号”）
北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS），与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用，并称为全球四大卫星导航系统。
