GPS系統(tǒng)定位、授時精度有多準(zhǔn)確？

+ 劉天雄

美國為了統(tǒng)一無線電導(dǎo)航手段，取代奧米加、羅蘭C等眾多地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)高精度、連續(xù)、三維定位與測速，美國國防部于1973年批準(zhǔn)GPS全球定位系統(tǒng)計劃，組織設(shè)計了GPS系統(tǒng)方案：衛(wèi)星軌道高度為20230km；衛(wèi)星數(shù)量為24顆并分布在6個軌道平面上；用戶可以同時看到6～11顆衛(wèi)星；有兩個導(dǎo)航信號L1和L2，L1:1575.42MHz，L2:1227.60MHz；采用了衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)RNSS（Radio Navigation Satellite Service）偽距測量原理實(shí)現(xiàn)位置解算。

一、定位精度、誤差與偏差的概念

GPS系統(tǒng)基于被動式采用了RNSS測距原理，即GPS接收機(jī)測量來自GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號的傳播時延，從而測量到GPS接收機(jī)到GPS衛(wèi)星之間的距離，進(jìn)而將它和GPS衛(wèi)星在軌位置（動態(tài)已知點(diǎn)）聯(lián)合解算出接收機(jī)的三維坐標(biāo)。由此可見，GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位誤差主要來自GPS衛(wèi)星信號的自身誤差、信號的傳播誤差以及GPS接收機(jī)的測量誤差。

對GPS衛(wèi)星導(dǎo)航而言，精度（accuracy）定義為位置或者速度的測量值與真實(shí)值的符合程度，導(dǎo)航系統(tǒng)精度通常用系統(tǒng)誤差的統(tǒng)計量度表示。在GPS定位測量中，不僅存在測量誤差（error），而且存在偏差（bias）。例如，導(dǎo)航衛(wèi)星的星載原子鐘不僅存在時鐘偏差（每一顆GPS衛(wèi)星的時鐘相對于GPS時間系統(tǒng)的差值），而且存在時鐘誤差（GPS衛(wèi)星的星載原子鐘雖然具有極其高的精度，但并不完美，總會存在一些誤差。原子鐘的一項(xiàng)重要指標(biāo)是穩(wěn)定度，目前原子鐘的“天穩(wěn)定度”一般為1E-13，這意味著原子鐘一天的誤差為8.64ns,對應(yīng)的測距誤差為2.59m）。再如，地球大氣中的電離層和對流層會改變導(dǎo)航信號的傳播，其影響也存在偏差和誤差。偏差為電離層和對流層效應(yīng)導(dǎo)致的附加時延改正，一般為幾米到100余米。誤差是由附加時延改正的真實(shí)性等因素引起的。

在導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域中常用距離均方根值（drms）是表示二維定位精度的，用精度和緯度標(biāo)準(zhǔn)差的平方求和在開二次方定量表示。雙倍距離均方根值（2drms）是兩倍的距離均方根值，可以理解為，以2drms為半徑作一個圓，從概率上描述，在任何一個地方用一種系統(tǒng)（這里是PPS）所獲得的所有可能定位結(jié)果落在這個圓中的概率在95%以上。

二、定位精度的影響

定位精度究竟意味著什么呢？

讓我們先說說水平誤差。舉個例子，學(xué)校主樓前廣場有個旗桿，從周一到周五每天用接收機(jī)在旗桿處測量一組坐標(biāo)，雖然測量的是完全相同的一點(diǎn)，但測量得到的坐標(biāo)每次都會不同，這個不同一般在0～15m之間，但也可能達(dá)到30m。即便是測量的間隔時間僅幾秒鐘，測量得到的坐標(biāo)也會有些不同。30m的誤差意味著如果你實(shí)際站在旗桿下面，接收機(jī)卻可能告訴你，你在主樓的辦公室里！

下面我們再聊聊高度誤差。大部分的時候，高度誤差在30m左右，看起來貌似“后果很嚴(yán)重”。但對一般用戶來說，我們利用接收機(jī)實(shí)現(xiàn)目的地導(dǎo)航，這時候接收機(jī)又被稱為導(dǎo)航儀，更多的時候我們駕車的時候利用導(dǎo)航儀實(shí)現(xiàn)語音導(dǎo)航，我們根本不關(guān)心高度誤差。

但是，不同用戶對定位精度要求是完全不同的！

GPS系統(tǒng)的不同用戶對定位精度（accuracy）、導(dǎo)航信號的完好性（integrity）以及可用性（availability）要求如圖1所示。

下面我們舉幾個例子來說明不同用戶對定位精度的不同要求。

假設(shè)我們騎馬馳騁在廣袤的大草原上，我們會在乎這平面30m的誤差嗎？只要大方向正確，這個精度足夠用了！但是，如果民航客機(jī)在機(jī)場利用GPS數(shù)據(jù)降落在特定的跑道上時，專業(yè)術(shù)語稱為精密進(jìn)近，30m的誤差可能造成非常嚴(yán)重的事故。國際民航組織在其ICAO GNSS SARPs草案第七版規(guī)定，民航客機(jī)利用GPS定位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)初始進(jìn)近（非精密進(jìn)近）時，GPS水平定位精度應(yīng)不大于220m，對垂直定位精度沒有要求；I類精密進(jìn)近時，GPS水平定位精度應(yīng)不大于16m，垂直定位精度應(yīng)不大于7.7m；而民航客機(jī)盲降（CAT III）時，要求GPS水平定位精度不大于6m，垂直定位精度應(yīng)不大于2m。

圖1 GPS系統(tǒng)導(dǎo)航和定位要求

武器，特別是利用GPS系統(tǒng)制導(dǎo)的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈對定位精度的要求也比較高，否則將會造成不必要的傷亡。例如，1991年1月17日，以美國為首的多國部隊對伊拉克發(fā)起了代號為“沙漠風(fēng)暴”的大規(guī)?？找u，這場戰(zhàn)爭讓初出茅廬的美國GPS全球定位系統(tǒng)“大放異彩”。1991年1月18日，兩架載有“斯拉姆”空地導(dǎo)彈的美國海軍A-6E“入侵者”艦載重型攻擊機(jī)從部署在紅海的“肯尼迪”號航空母艦上起飛，飛越沙特阿拉伯領(lǐng)空，直逼伊拉克境內(nèi)，本次任務(wù)主要目標(biāo)是炸毀伊拉克一個發(fā)電廠的主要控制設(shè)備，癱瘓其整個發(fā)電能力。A-6E 艦載攻擊機(jī)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，首先發(fā)射了第一枚“斯拉姆”導(dǎo)彈把堅固的廠房炸開一個直徑十米的大洞。兩分鐘后，另一架A-6E向目標(biāo)發(fā)射了第二枚“斯拉姆”導(dǎo)彈，第二枚導(dǎo)彈居然從第一枚導(dǎo)彈炸開的洞口穿入廠房內(nèi)部，一舉摧毀了發(fā)電廠的核心部位，將電站徹底摧毀，而附近的水閘卻完好無損。這種“千里穿楊”的功夫著實(shí)令世界為之動容！“斯拉姆”空地導(dǎo)彈具備指哪兒打哪兒、攻擊高精度點(diǎn)狀硬目標(biāo)的能力，這種兵器不僅殺傷威力極大，而且可以免傷非軍事目標(biāo)，所以特別適合“外科手術(shù)式”打擊。

三、授時精度的影響

GPS系統(tǒng)為了滿足精密定位與導(dǎo)航的需要，在系統(tǒng)設(shè)計與試驗(yàn)之初就建立了專用的時間系統(tǒng)，記為GPS系統(tǒng)時GPST（GPS Time），它是在GPS主控站的高精度原子鐘以及一系列用在監(jiān)控站的星載原子鐘基礎(chǔ)上定義的，GPS系統(tǒng)時GPST是在可以為全世界的用戶提供時間同步能力（守時與授時）。

GPS系統(tǒng)時GPST是原子時系統(tǒng)，它的秒長即為原子時秒長。GPST時是美國海軍天文臺（USNO）的50個銫原子鐘組驅(qū)動的原子秒時間標(biāo)度版本的協(xié)調(diào)世界時，簡記為UTC（USNO）。GPS系統(tǒng)時GPST與UTC（USNO）在1980年1月6日0時是重合的。由于地球繞自旋軸旋轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)抖動，而且自轉(zhuǎn)還會受到太陽、月球和海洋潮汐的影響，這些因素會略微影響地球的自轉(zhuǎn)，進(jìn)而造成太陽時與原子時的偏差，協(xié)調(diào)世界時UTC系統(tǒng)會不時地進(jìn)行調(diào)整，通過增加或減少某天的“一秒”來彌補(bǔ)因地球不均勻的自轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的誤差，行話稱為“潤秒”或“跳秒”。這種調(diào)整從1972年就開始了，2012年6月30日的最后一分鐘擁有61秒，是協(xié)調(diào)世界時UTC系統(tǒng)增加的第25個潤秒。

授時就是指在全世界任何地方和用戶定義的時間參量條件下從一個標(biāo)準(zhǔn)（GPS系統(tǒng)時GPST、世界協(xié)調(diào)時UTC）得到并保持精密和準(zhǔn)確時間的能力，包括時間傳遞。

在地面監(jiān)測站的監(jiān)控下，導(dǎo)航衛(wèi)星傳送精確時間和頻率信息是GPS的另一重要應(yīng)用，應(yīng)用該功能可進(jìn)行精確時間或頻率的控制。GPS系統(tǒng)每秒發(fā)送一次信號在全球任何位置均能可靠接收到信號，是理想的時間同步時鐘源。GPS系統(tǒng)精密定位服務(wù)PPS提供的協(xié)調(diào)世界時UTC時間傳遞精度在200 nsec（95%）以內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)SPS提供的協(xié)調(diào)世界時UTC時間傳遞精度在200 nsec（95%）以內(nèi)，未來GPSIII的授時精度將達(dá)到5.7納秒。

GPS全球定位系統(tǒng)的授時功能會給各行各業(yè)帶來如下好處，首先是廣泛地免費(fèi)分享原子鐘的精確時間而不必自己裝備原子鐘；其次在通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、金融系統(tǒng)利用GPS全球定位系統(tǒng)精確的授時實(shí)現(xiàn)時間同步和運(yùn)行效率；再次在無線通信系統(tǒng)可以更加有效地利用無線頻率資源，在金融系統(tǒng)使追蹤金融交易和票據(jù)的時間成為可能，通過“共視”技術(shù)使國家實(shí)驗(yàn)室之間交流高精度的時間。

過去，我國電力企業(yè)從電力傳輸網(wǎng)到電力計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的時間同步系統(tǒng)，主要是以GPS系統(tǒng)作為主時鐘源，即把GPS作為授時手段，向電力系統(tǒng)的電力自動化設(shè)備、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、安全自動保護(hù)設(shè)備、故障及事件記錄等智能設(shè)備提供授時信號，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的“同步”運(yùn)行。顯然，將GPS系統(tǒng)作為主要授時手段存在重大安全隱患，一旦發(fā)生戰(zhàn)爭等緊急事態(tài)，美國可以關(guān)閉或者調(diào)整GPS信號，這必將引發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)重大安全事故。據(jù)《衛(wèi)星導(dǎo)航與智能交通》2010年第1期“自主創(chuàng)新——助力國產(chǎn)導(dǎo)航衛(wèi)星對準(zhǔn)電網(wǎng)時鐘”介紹，我國電網(wǎng)每年都有因GPS授時不準(zhǔn)而發(fā)生事故的，給國家?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失。

電力系統(tǒng)要確保發(fā)電廠、變電站的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)同步進(jìn)行，首先必須確保設(shè)備內(nèi)部時鐘的一致性，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行需要在很大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度的時間同步。動力系統(tǒng)整個電網(wǎng)的同步相位測量、運(yùn)行穩(wěn)定性判斷、繼電保護(hù)、電機(jī)勵磁和調(diào)速、功角測量、電流縱差保護(hù)、故障定位以及故障錄波等技術(shù)均需要時間同步技術(shù)。安全可靠的高精度的時間同步技術(shù)是當(dāng)代電網(wǎng)乃至未來智能電網(wǎng)正常運(yùn)行的一項(xiàng)基本要求。

據(jù)《衛(wèi)星應(yīng)用》2010年第2期“北斗電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)的應(yīng)用”介紹，我國電力系統(tǒng)因授時系統(tǒng)問題而導(dǎo)致的電網(wǎng)事故時有發(fā)生，電網(wǎng)二次系統(tǒng)的保護(hù)、監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能也因?yàn)闀r間不同步存在較大的問題，影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。2005年9月1日的蒙西電網(wǎng)低頻振蕩事故、2006年7月1日的河南電網(wǎng)保護(hù)誤動事故，均由于各地上報的數(shù)據(jù)時標(biāo)不一致和故障錄波信息錯位對事故分析造成了困難。顯然，研制基于我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的電力授時系統(tǒng)，可以有效保障我國電力系統(tǒng)安全和國家安全。北斗系統(tǒng)授時精度非常高，單向授時精度100ns，雙向授時精度20ns，而GPS授時精度只有1000ns。

針對電力授時存在的安全隱患，北京國智恒電力管理科技有限公司研發(fā)出“北斗電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)”，結(jié)束了我國電力運(yùn)行安全命系他國的歷史，解決了電力系統(tǒng)時間同步應(yīng)用中的三個難題，即提供可靠的時鐘源、全網(wǎng)時間同步管理和遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測維護(hù)。2008年12月19日，“北斗電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)”在華東電網(wǎng)掛網(wǎng)運(yùn)行。2009年9月，國家正式確立“天地互備，以北斗為主”的電力授時體系，國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司也都做出積極響應(yīng)。北京晚報2010年03月22日報道，“北斗時間”系統(tǒng)首次被順利引入我國電網(wǎng)數(shù)字化變電站，開辟了智能電網(wǎng)建設(shè)的新紀(jì)元?！氨倍冯娏θW(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)”的精準(zhǔn)授時系統(tǒng)，以我國自行研制和建立的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)束了我國電力運(yùn)行時間完全依賴美國GPS全球定位系統(tǒng)的歷史，使得以往缺乏安全保障的“美國授時”變?yōu)椤爸袊跁r”。

再談一個離我們?nèi)粘Ｉ钭罱睦?，在高速無線通信和寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，通信傳輸系統(tǒng)的時間基準(zhǔn)和時間同步是非常重要的參數(shù)，通信和網(wǎng)絡(luò)所涉及的安全、認(rèn)證和計費(fèi)都是以一個共同的標(biāo)志——時間為基礎(chǔ)的，即需要精確的時間和時間同步。特別是對于第三代移動通信（3G）而言，信號傳輸?shù)膸捄退俾瘦^以往大幅度提高，對基準(zhǔn)時間的精度要求和時間統(tǒng)一精度的要求也很苛刻，目前差不多所有的3G基站都使用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)地面接收機(jī)的時間模塊。

中國移動TD-SCDMA系統(tǒng)是全網(wǎng)同步系統(tǒng)，要求所有基站之間嚴(yán)格保持時間同步。由于缺乏先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)，TD-SCDMA基站普遍采用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)站間時間同步，時間同步完全依賴于美國GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，存在較大的安全隱患。我國聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)，曾經(jīng)因?yàn)槊绹鳪PS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)授時問題，出現(xiàn)過癱瘓事件。

目前，中國移動一方面通過有線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送精確時間同步信號，另一方面利用我國自主發(fā)射的北斗衛(wèi)星作為時間信號源（我們自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間標(biāo)準(zhǔn)），基于北斗衛(wèi)星的授時方案也已在研究院實(shí)驗(yàn)室完成測試，并顯示具有和GPS系統(tǒng)相同等級的授時精度，可滿足TDSCDMA同步要求，使用北斗衛(wèi)星與GPS衛(wèi)星雙模授時，并互為備份。最終從時間信號的來源和傳輸兩個方面相結(jié)合，徹底擺脫了對GPS的依賴。

四、定位精度的變化趨勢

1993年12月，美國國防部宣布GPS系統(tǒng)具備初始運(yùn)行服務(wù)能力-IOC（Initial Operational Capability），同年宣布GPS系統(tǒng)對全世界開放，對全世界民用用戶10年內(nèi)免收任何費(fèi)用。1989年到1990年間，美國共發(fā)射了9顆Block-II GPS衛(wèi)星。1990年到1997年間，發(fā)射了19顆Block-IIA GPS衛(wèi)星，1995年4月美國國防部宣布GPS系統(tǒng)具備全面運(yùn)行服務(wù)能力-FOC（Full Operational Capability）。1978～2007年間GPS衛(wèi)星在軌衛(wèi)星數(shù)量和定位精度變化趨勢如圖2所示，圖2中藍(lán)線表示在軌組網(wǎng)GPS衛(wèi)星部署情況，粉線表示軍碼定位精度變化曲線，由圖2可知，1995年GPS系統(tǒng)全面運(yùn)行服務(wù)后，軍碼定位精度迅速提高并優(yōu)于5m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計指標(biāo)。

圖2 GPS系統(tǒng)衛(wèi)星在軌衛(wèi)星數(shù)量和定位精度變化趨勢

GPS系統(tǒng)的定位精度超過了已公布的定位指標(biāo)已是不爭的事實(shí)，美國政府GPS官方網(wǎng)站GPS.GOV（2012年2月17日）給出了近年來GPS系統(tǒng)用戶測距誤差URE值的變化趨勢，如圖3所示，2008年以后，GPS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)SPS用戶測距誤差URE最大為4m。

圖3 GPS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)SPS用戶測距誤差URE值的變化趨勢

其實(shí)，在1995年GPS系統(tǒng)全面運(yùn)行服務(wù)之前，GPS早已廣泛用于軍用和民用，實(shí)際應(yīng)用統(tǒng)計結(jié)果表明，使用粗測距C/A碼，大部分時候可以獲得誤差在平面內(nèi)7～15m的水平定位精度，高程精度要差一些，但也能在12～35m的誤差范圍內(nèi)。根據(jù)48屆GPS系統(tǒng)CGSIC年會（GPS Program Update to 48th CGSIC Meeting，2008年9月15日）美國Aerospace公司GPS系統(tǒng)工程部的 Tom Powell提交的報告，2008年GPS系統(tǒng)全球范圍平面定位誤差（2008年9月10日，16:55:00，測量數(shù)據(jù)）統(tǒng)計結(jié)果如圖4所示，其中用戶設(shè)備誤差（UEE = 2.6 m），由圖3可知，全球范圍平面定位誤差最大為4.92m，平均為2.34m，95%的情況下定位精度為3.16m。

五、接收機(jī)定位精度比較

圖4 GPS系統(tǒng)全球范圍內(nèi)平面定位誤差統(tǒng)計結(jié)果

GPS系統(tǒng)提供了全球定位、導(dǎo)航、授時（PNT）的能力，這種能力具有可預(yù)測性并且定位精度一般是穩(wěn)定一致的，但因?yàn)镚PS接收機(jī)的配置和集成的方式很多，并且接收機(jī)可能在各種不同的環(huán)境條件下工作，因此GPS性能隨著用戶及其操作環(huán)境不同而變化相當(dāng)大。當(dāng)前GPS工作條件下各種接收機(jī)之間典型性能范圍的比較如下表1所示。

由于供一般用戶免費(fèi)使用的單頻接收機(jī)利用C/A測距碼測量衛(wèi)星和接收機(jī)之間的距離，無法用雙頻技術(shù)消除空間電離層對導(dǎo)航無線電信號的折射影響，美國軍方技術(shù)人員曾預(yù)測民用C/A測距碼接收機(jī)的定位精度會在百米級別，但是實(shí)際測試表明C/A碼定位精度遠(yuǎn)高于預(yù)測值，能達(dá)到10米左右。1984年，為了保護(hù)美國國家安全，美國軍方對GPS衛(wèi)星信號采取了降低民用C/A碼定位精度的選擇可用性SA(Selective Availability)技術(shù)，一夜之間接收機(jī)定位精度降低了10倍。

GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國的，美國政府發(fā)展GPS全球定位系統(tǒng)的目的是為美國國家安全服務(wù)，為了保障美國的安全和自身的利益，即使是免費(fèi)提供給一般民用用戶使用的L1導(dǎo)航信號的定位精度也可以根據(jù)美國政府的要求而隨時降低，美國也沒有對民用系統(tǒng)的精準(zhǔn)性做出任何承諾。

表1 各種接收機(jī)之間典型性能范圍的比較

目前，美國的GPS全球定位系統(tǒng)已經(jīng)滲透到世界各國人們生活的方方面面，各國都清楚，GPS全系統(tǒng)作為一個軍事為主、兼顧民用的系統(tǒng)，一旦發(fā)生危機(jī)或者戰(zhàn)爭，美國完全有理由以“國家安全”為由，在任何時間中斷GPS服務(wù)，如果在救援中發(fā)生這種情況，后果不堪設(shè)想。

印度政府在發(fā)展獨(dú)立自主的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)IRNSS（Indian Regional Navigational Satellite System）時，強(qiáng)調(diào)“The requirement of such a navigation system is driven by the fact that access to Global Navigation Satellite Systems, GPS, is not guaranteed in hostile situations.”

鑒于GPS系統(tǒng)的成熟應(yīng)用以及日美的親密關(guān)系，日本已經(jīng)可以充分享有GPS在民用領(lǐng)域的便利，但精度更高的軍用導(dǎo)航信號則需要美國批準(zhǔn)。因此，日本認(rèn)為必須建立與GPS兼容的并逐步過渡到能夠獨(dú)立定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2010年9月11日20:17，日本在其鹿兒島縣種子島空間中心，用一枚H-IIA火箭成功發(fā)射了其首顆定位衛(wèi)星MICHIBIKI（編號QZS-1，QZSS系統(tǒng)的導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星），《參考消息》等中文主流媒體將MICHIBIKI衛(wèi)星譯為“引路”號衛(wèi)星。2011年日本政府宣布，將在2020年前建立由四顆衛(wèi)星組成的“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，未來還計劃使“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軌衛(wèi)星達(dá)到七顆，建成自主獨(dú)立的、精度更高的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，表明日本不愿在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域受美國掣肘。

從根本上擺脫美國對GPS系統(tǒng)的限制性技術(shù)的辦法是建立獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，與此同時俄羅斯有GLONASS，歐洲也在研制GALILEO衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，印度在自主研發(fā)區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)IRNSS，日本在研制“準(zhǔn)天頂”QZSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國在研制獨(dú)立自主的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的國家時間與空間基準(zhǔn)基礎(chǔ)工程。正如譚述森在《宇航學(xué)報》2008年第2期“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展與思考”一文所言，正在建設(shè)的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國無線電導(dǎo)航的最佳系統(tǒng)、是中國持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。