中国电波传播研究所青岛分所 曹冲
以GPS/GLONASS卫星导航兼容接收机为代表开拓了一片小小的市场空间，由于其价格比普通的GPS接收机昂贵许多，所以它的用户面较窄。国际上，真正有政策规定的只有俄罗斯，明令凡进口卫星导航接收机者必须是GPS/GLONASS兼容机，不允许进单一的GPS接收机，这当然是出于为了让自己的GLONASS卫星能用起来的良苦用心。应用GPS/GLONASS兼容机的其它国家全世界主要有三个，一是中国，二是印度，三是德国。中国和印度应用GPS/GLONASS兼容机主要出于对GPS的不放心，认为兼容机比较稳妥点，特别是在重点工程设施和军方应用中必须加以考虑，德国的应用则主要着眼于兼容机的一些优点。目前兼容机的价格居高不下，主要还是使用的数量上不去，若市场规模上去了，如达到每年数十万套批量，则其价格完全可以跟单一的GPS接收机好有一比。
近年来，中国的“北斗一号”投入使用，以及欧洲的伽利略(Galileo)开始筹建，卫星导航兼容机引起了进一步重视。我国目前就有GPS/GLONASS/BD(北斗)三为一体的兼容机。
1. 兼容接收机的优缺点
卫星导航兼容机的问世有其客观需求，一是系统服务的确保性，即任何系统都不可能确保万无一失，二是受到各种各样外界条件的限制，定位的稳定可靠性有时不能确保，需有另一系统来帮助，三是双系统或多系统时可达到更高的性能指标。这样，兼容接收机就应运而生，而且有一定的市场。当然，兼容接收机的研制要比单一的GPS接收机复杂得多，投入也要大。且由于GPS取消了它的SA限制，以及GLONASS星座的不完备性，使GPS/GLONASS兼容机的优势未能充分体现，用户量有限，故GPS/GLONASS兼容机的售价一直居高不下，成为规模化市场发展的一大障碍。
2. 伽利略的兼容机策略
欧洲实施伽利略计划，其目的非常清楚，一是要有独立自主的卫星导航系统，免得受制于人，二是为了扩展其应用，并获得更为成功的使用效果，又积极提倡与GPS应用的互操作性。这种思路利于与GPS竞争，能在市场上赢得最大的利益。同时能最大限度地扩充市场、降低成本，将卫星导航应用产业做大做好做强。
在伽利略正式的“使命需求文件”中明确指出，伽利略的全球组成部分实施的公开服务和生命安全服务将与GPS标准定位服务(SPS)及其衍生服务组合应用，也与GLONASS标准定位及其衍生服务组合应用。从不同信号源来的接收数据的优点是给辅助服务提供了重要机会，并增强了定位解。同时利用两个卫星系统的详细表明，这样做有利于提高在闹市区的定位精度和信号可用性。由于兼容机提供了更多的信号冗余量，在生命安全服务应用中，特进一步改进应用服务的完好性和连续性。与区域增强结合起来后，使生命安全服务的标准达到高级的程度。进一步系统的主要推动力是卫星导航与电信服务的互操作性和互补应用。卫星导航与GSM、CDMA和UMTS的测距方法组合，不仅能增加可用性，还能提高精度，而且能实现闹市区乃至室内的定位。
3. 我国的兼容机策略
我国同欧洲一样，迫切需要自己的独立自主的系统，同时也充分利用其它系统，所以对兼容机分外钟情。与欧洲的伽利略合作，使我们应用兼容机体制的路子更加宽广。
4. 兼容接收机的关键是卫星星系的互操作性
互操作性实际上是解决卫星在空间分布的几何图形问题，在闹市区或密林中，由于受到高楼大厦或稠密的植被的遮蔽，卫星信号受到阻碍或衰减，在山区或其它具有阻碍信号的情况下，兼容机有其独特的优点，能保证在有限的天空中有更多的来自不同卫星的信号可供应用。当然，这是用较为昂贵的兼容接收机去换取高性能，这在生命悠关和重要的应用场合中物有所值。
谈到兼容机，其关键的前提是两个卫星系统，如GPS与Galileo是互不干扰，且是相互兼容的，其重要性是决不能加以忽略的。这并不是说这种系统就合二而一了。它们仍保持自己为独立系统，且对专门的用户群有着又同的服务功能，从管理上而言，相当于有更多的冗余服务，使集成的服务更具牢固性。兼容机要认真解决的问题是两个星座间的时钟和地理参考坐标间的归一化和相互转换。另外，要求实现这种转换的计算机能力尽可能低。
在一般意义上考虑，所谓两个星系的互操作性，要求在无论独立或一起工作时，均不会降低用户的使用性能。而双系统一起用时肯定比单系统的性能要好。
在讨论互操作性时，信号的功率和频谱也是值得认真讨论的重要因素。在不久的将来，GPS和Galileo的用户机会工作在日益增长的噪声和干扰环境条件下，增加发射功率的代价是十分昂贵的，频率分布的办法有其优点，所以民用GPS信号和Galileo信号分别安排在L1,L2和L5上，这有利于缓解日益增多的干扰的影响。
通过对Galileo和GPS(包括现代化后的情况)频率、信号帧和功率电平的一系列的研究分析表明，它们完全满足两星座的互操作的要求，互干扰导致信噪比最大的下降值为0.1dB，平均状况下约为该值的几分之一。几乎没有一个用户能发现这样小的信噪比降低。
有人将互操作性和兼容性分开讨论。实际上它们是密不可分的。因为它们都表示两个系统的共存性。但由于定义的不同会引起一些争论。美国防部定义了两种兼容性，这就是无线电兼容性和国家安全兼容性。对于两个系统的无线电兼容性来说，即一个系统只能对另一个系统引起干扰影响其服务。从国家安全兼容性而言，要求在实现民用服务的同时，又能保护军用服务。这里指的是Galileo的公共特许服务(PRS)和GPS的M码工作，因为它们在L1频谱上有所重迭。
5. 兼容机并不是收的卫星导航星座越多越好
多星座兼容机的好处是明显的，但不是能接收的星座越多越好，实际上，在未来的数年后，人们有好多不同的星系加以选择，如GPS、Galileo、GLONASS、CNSS……，是不是所有星座均能收到最好，其实并非如此，若收的星座太多，信道数要明显增加，相应的软硬件都需增加，不同坐标与时间之问的转换使问题复杂化，达到一定数量后再多收的卫星信号带来的益处并只明显，所以应该做到适可而止，一般要是有两个完好的星座便可以了，有40-50颗卫星参与工作，在一个高楼林立的区域能保证收到若干个星便可。与其只靠卫星来增强，到不如用蜂窝通信来协助，会达到更好的效果，甚至可以实现室内定位，为了加强定位的可靠性和牢固性，还可以集成陀螺仪和车速表。
由上可见，卫星星座间的互操作和兼容性不仅是需要的，而且是可能的，但也要适可而止。
摘自 通信市场
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