近些年卫星导航系统迅猛发展，BeiDou、GPS、GLONASS、Galileo等几大系统日趋完善。随着我国北斗三号全球卫星导航系统建成并正式开通，更是加速了卫星导航在各行业应用的落地。在民用GNSS产品应用中，通常不是单用北斗系统或者单用GPS系统，而是多系统同时接收、同时使用的混合定位，这样虽然不能够提高绝对的定位精度，却可以减小遮挡、多径等复杂环境下的位置漂移。以单GPS系统定位为例，通常开阔天空可以收到约12颗左右的GPS卫星，而在城市峡谷卫星数量会减少到5、6颗，这样势必会使得在开阔天空场景下2米左右的定位精度恶化到几十米甚至上百米。如果同时使用四大GNSS系统，在北京市开阔区域5度仰角以上的卫星数大概在60颗左右，所以在半面天空遮挡情况下也有近30颗，更多的卫星意味着接收机可以把漂移从单GPS的几十米减小到十几米或者几米。所以多个系统同时工作还是有很大的意义。对于RTK定位而言，多颗卫星也意味着可以更快速、更可靠的收敛。在国内大家对北斗、GPS都比较熟悉，相关的技术文章、测试、分析等资料也比较多，而对伽利略系统（Galileo）可能还是比较陌生，多数人认为还停留在Galileo没有几颗卫星、Galileo系统不稳定或者Galileo还不太可用的阶段。而按照计划，Galileo系统会在2020年完成组网，碰巧今年就是2020年，那么Galileo系统当前是什么状态呢？

首先按照习惯先介绍一下伽利略卫星导航系统，Galileo satellite navigation system是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，简称Galileo。系统由轨道高度为23222km的30颗卫星组成（每个轨道标准平均半轴为29600km），起初计划其中27颗工作星，3颗备份星，后调整为24颗工作卫星，6颗备份卫星。分布在3个倾角为56°的轨道平面内。（注：有些网络资料没及时更新，对伽利略系统的介绍还是说27颗工作星。）

自2011年首颗试验卫星开始，先后10次火箭发射将26颗卫星送入太空。E14,E18 两颗卫星由于火箭发射失误未进入正常轨道，后经过一系列变轨后播发GPS L5信号做在轨试验。E20,E22两颗卫星先后因在轨电源故障和原子钟故障关闭。所以到目前为止伽利略系统共有在轨可用卫星22颗。据报道，ESA计划在2020年12月使用俄罗斯联盟号运载火箭Fregat-MT发射2颗Galileo卫星完成组网。

Galileo卫星在L波段用三个频率广播导航信号：E1、E5和E6。其中以1575.42 MHz为中心的E1频段提供三个信号分量，分别为E1-A、E1-B和E1-C。E1-A信号分量携带Galileo系统公共特许服务（PRS）。E1-B和E1-C组件分别构成Galileo E1 公开服务（OS）的数据分量和导频分量。

E5信号中心频率为1191.795 MHz，由E5a、E5b两组独立的信号组成。其中E5a中心频率为1176.45 MHz，比E5载波频率低15.345 MHz。E5b中心频率为1207.14 MHz，比E5载波频率高15.345 MHz。E5a和E5b即可以当作E5频段内两个不同载波频率的独立信号跟踪处理，又可以合成一个宽带信号来处理。E5使用AltBOC调制，带宽为51.15 MHz，具有更好的多径抑制效果和Gabor带宽。

详细内容请参Galileo公开服务空间接口控制文件 <Galileo OS SIS ICD>。

我们总结下来：Galileo系统由24颗工作卫星、6颗备份卫星组成。目前在网运行22颗。还差2颗完成工作卫星组网，计划今年12月补齐。

问题来了，Galileo系统组网大体都完成了，可以正常工作吗？性能如何呢？iGMAS专家说：“一般来说专业机构评估某个系统可用性会评估URE、空间信号可用性、空间信号连续性、广播电离层精度、定位精度、定位可用性、PDOP可用性等。” 当然这也需要更多的参考接收机以及更长的观测时间。关于几大系统的星座状况可以访问iGMAS官网http://www.igmas.org/ 。而对于终端用户而言难以将这些参数与自己应用相对应，终端用户更关心不同工作模式下的定位精度和定位可用性。下面就和大家分享一下Galileo系统在国内的性能测试情况。

其他测试设备，DUTs天线使用中海达全系统全频点天线AT-35101，在此也特别感谢中海达的天线赞助。参考站使用Septentrio参考站接收机PolaRx5e，参考站天线选用Septentrio PolaNt-x MF。

2. 10km，20km，30km的静态实时RTK测试，Galileo Only RTK VS. GPS Only RTK。

3.实时RTK动态跑车性能，Galileo Only RTK VS. GPS Only RTK。

首先用数据质量分析工具Anubis和BKG对GPS系统和Galileo系统进行简单质量分析：

通过上图系统可用频段可以直观看到GPS系统60%的卫星是双频，40%的卫星是三频。Galileo系统全部卫星都是四频。

载噪比方面，L1/E1频点GPS和Galileo比较接近，L2/E5b频点伽利略更好一点。因为不是所有的GPS卫星都支持L2C，而L2P(Y)的载噪比要低一些，尤其是低仰角部分更为明显。

通过Anubis软件计算的单点定位性能和多路径可看出Galileo系统性能比GPS好，这得益于其高性能的星载原子钟。

5°仰角以上可用卫星数来看， GPS卫星数24小时均值9.73颗，Galileo为7.33颗。而从中国区域可见的最小卫星数来看，GPS最少7颗可用，并且90%时间有8颗以上大于5°仰角的卫星。反观Galileo系统最少5颗可用，有40%左右的时间仅有5、6颗大于5°仰角的卫星。所以从系统可用性的角度，GPS更好。当然，如前文所述，客户通常会选用多系统同时接收、混合定位，这也不会是很大问题。

测试是个苦差事，为了选择开阔天空GNSS测试工程师通常都工作在荒郊野岭（Feng Jing You Mei）的地方。有图有真相。

我做了很多的数据分析表格，但因篇幅有限，直接上定位结果和内符合、外符合精度分析结果：

通过上述分析结果可以看出GPS和Galileo单系统RTK基本上可以满足水平精度1cm+1ppm高程精度1.5cm+1ppm的业界通用标称。10KM和30KM情况下，Galileo RTK Only精度略好于GPS RTK Only。20KM情况下，Galileo性能比GPS差。单分析Galileo系统瞬态精度，高程误差相对正常，随着Base和Rover距离变大而相应变化，但水平位置误差比30KM还差。如下图所示：

为了确认此问题，第二天在同样的时间点又做了一次测试，现象基本一致。期初我怀疑可能是20KM测试时段卫星数比较少或者DOP值差造成的。以此假设做了如下分析：

结论：

通过上述简单实验结果，相信大家会对Galileo系统有了新的认识。我本人认为Galileo系统目前基本可用，并且精度较好。虽然Galileo系统可用性暂时还不如GPS系统，但就GNSS行业发展到现在，多系统、多频点解决方案的普及的当下， Galileo系统应该被更多的支持和使用。原因有三：第一，针对目前对可靠性和精度要求高的双频RTK或者三频RTK来说，E5b及E5a的加入会增加更多的卫星。这对于那些因使用没有播发RTCM 1230消息的商用网络RTK服务而放弃GLONASS系统的接收机来说更为重要。第二，针对L1+L5的双频应用来说，因为GPS系统仅有一小部分卫星播发L5信号，所以BeiDou和Galileo系统是绝对的主力系统。而在B2a的RTCM协议正式发布前，此类应用目前还主要依靠Galileo系统。第三，因为E5a信号播发星历数据加上较高的码速率对多径的抑制作用，使得如穿戴式等对功耗极其敏感的应用可以完全放弃L1频点而使用单L5接收机，对于这样的设计来说Galileo系统是当仁不让的主系统，其代替了传统L1频点接收机GPS为主系统的地位。终上，让我们期待Galileo早日组网成功，携手BeiDou、GPS、GLONASS为我们的生产生活做出更大的贡献。