全球卫星导航系统的研制与应用包含了航天工程技术、测控工程技术、电子信息与通信工程技术。作为电子信息工程学院的师生，在以后的研究和工作中，或多或少地会与定位技术相关联。为了让我院师生对目前国际上全球导航卫星系统的发展、系统基本原理，及其应用有个全面系统的了解，为师生们以后的教学和研发工作提供一些指导，我院特别邀请了武汉大学电子信息学院博导郑建生教授于2019年4月17日下午13：30到武汉晴川学院教2-202开展以“全球导航卫星系统GNSS”为主题的学术讲座。电子信息与机电学院的全体教师及电子信息专业的学生聆听了本次讲座。

郑建生教授从我国GNSS的现状到GNSS未来发展趋势进行了解说：

一.GNSS的背景相关资料介绍

2018年11月19日，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星。这也是北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星。此次发射任务取得成功，标志着我国北斗三号基本系统星座部署完成，将面向全球开启位置和授时服务。

实际上近年来，随着GPS系统较早开启全球服务，以及北斗卫星导航系统（BDS）在亚太区域先行开启服务，卫星导航系统已经在航空、航海、通信、人员跟踪、消费娱乐、测绘、授时、车辆监控管理和汽车导航与信息服务等方面得到广泛应用。我们的一些常用设备，如智能手机和各种移动设备，更是配有GPS和BDS定位系统。这充分说明了卫星导航系统对国民经济和国防技术的发展都有着及其重要的作用。

二.GNSS的发展历程

郑教授先简短地介绍了全球导航卫星系统的发展历程，并比较了这些系统的优缺点。其中美国的GPS系统研制最早，发展最为成熟。俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的GALILEO随后开始研制。

我国的北斗卫星导航系统（BDS）虽然起步晚，基础弱，但发展速度快，尤其是北斗三号系统在不到十年的时间里，基本完成组网，提供全球定位(全球优于10米、亚太区域优于5米)、测速(全球优于0.2m/s、亚太地区优于0.1m/s)、授时(全球优于20ns、亚太地区优于10ns)相关服务，并可为中国及周边地区用户提供具备动态分米级、静态厘米级的精密单点定位服务。此外，BDS还可通过短报文通信服务(服务全球40个汉字/次、中国及周边区域1000个汉字/次)，这不仅解决了“在哪里？”的问题，还解决了“在那里做什么？”的问题。

三.GNSS基本工作原理与GNSS接收机工作原理

郑教授首先讲述了GNSS的基本工作原理。通过接收4颗GNSS系统的卫星信号，通过信号传播的时间计算接收点与这4颗星的距离，再利用这4颗星本身的3维位置，通过求解4个方程，即可确定信号接收点的3维空间位置。

接着郑教授讲解了GNSS接收机的组成与工作原理。要正确接收到GNSS卫星的信号，需要了解GNSS接收机的组成，也需要知道不同的GNSS采用不同的频率和不同的信号编码方式。了解了这些才能通过GNSS接收机进行正确的信号解调、解扩和解码，并获得相应的信号传播时间，从而计算出信号接收点与卫星的距离。实际应用中，考虑到气流对信号传播的影响所导致的时差误差、GNSS卫星本身的位置误差，以及接收机参考时钟的钟差，GNSS接收机计算出的位置数据会有一定的定位误差，这些误差都需要经过适当的处理才能获得相对正确的位置信息。

四.GNSS的应用与发展趋势

郑教授讲述GNSS除了普通的定位与导航应用，还可用于变形监测（如大坝变形监测，山体滑波监测等领域）、测绘应用（大地测量和工程测量）、电子巡检（道路、铁轨、电信、电力、油气管道、森林防火勘查等）、科学探测应用（电离层探测、GNSS掩星、GNSS-R遥感探测技术等），气象应用等领域。

最后，郑教授介绍了GNSS的发展趋势，如在抗干扰方面，GPS在进行惯性导航和GPS全耦合的抗干扰接收机研究、自适应调零天线研究等。在GNSS接收机方面，多模、多频、高动态接收机，以及抗干扰接收机将是未来的发展趋势。

通过此次长达2小时的“全球导航卫星系统GNSS”学术讲座，让师生们不仅了解了GNSS的发展历程和发展趋势、BDS的特点和优势，更是从中学习到GNSS的基本工作原理、GNSS接收机用于定位的工作原理，以及影响定位误差的因素和解算方法。这些都将对师生们以后的教学和研发工作有所启发和帮助。