如何评价欧洲伽利略卫星导航系统失效停止服务？ 第1页

本来GPS，伽利略，北斗。三家竞争市场。由于美国的强大，以及技术领先必然是所有国家最优先选择的。

其次由于卫星定位即使配合智能手机越来越重要。或多或少的所有国家都要有个备份。这个备份基本就是伽利略的。还有由于非洲，本身受欧洲影响很深有的国家是反着来的。既。伽利略为主，GPS为辅。

北斗本身也就是在中国国内占据一部分市场（GPS占据一部分），其他各地也就零零散散没啥太多价值。

现在。。。伽利略崩了。特朗普在对欧洲挥舞大棒。

无论伽利略是否能修好。都需要北斗。因为，保不齐那天GPS崩了呢？

本周欧空局的两大噩梦：1、伽利略卫星导航系统宕机；2、Vega火箭发射阿联酋Falcon Eye-1侦察卫星失败。

火箭发射失败时有发生，但伽利略卫星导航系统的这次全系统宕机却是卫星导航系统历史上的首次。

1、什么故障

这次欧洲伽利略卫星导航系统故障表现在卫星星历不更新。要知道，导航卫星系统实际上是一个提供空间和时间信息的系统，卫星每时每刻都在20000多千米高空通过无线电信号“告诉”地面上的人们他自己的空间和时间信息。比如：我是伽利略第1号卫星，我2点钟的时候处于意大利上空位置，沿着轨道前进，这是为的空间信息。同时，我2点钟的时候跟伽利略标准时间差3纳秒，并且这个差值以每秒0.01纳秒的速度增加。地面上的用户就会根据这些信息推算比如3点钟是这颗伽利略第1号卫星处于哪里（根据轨道前进方向，用卫星速度乘以经过时间），跟伽利略标准时间差多少（3+3600*0.01=39纳秒）。

但是，卫星广播到地面的空间和时间信息都不是绝对准确的，因为这些空间和时间信息本身就是根据过去一段时间估算出来的，所以会随着时间的推移而慢慢发散，即精度越来越差。因此，现在的卫星导航系统都会每隔一定时间重新更新下卫星的空间和时间参数，以防止误差越来越大。比如，GPS就是每2小时就把所有卫星的空间和时间参数都更新一遍。

这次伽利略卫星导航系统的故障就在于到了规定的时间点，所有卫星上的空间和时间信息没及时更新。

2、故障等级

伽利略卫星的空间和时间信息没及时更新，短时间内对地面用户是没特别严重影响的，但是如果迟迟不更新，那么卫星“告诉”地面用户的空间和时间信息精度将随着时间发散，与真实的空间和时间越差越多，直至精度越来越恶化而不可用。

地面上的我们如果通过导航卫星进行定位和测时，需要至少4颗卫星，因为空间信息x、y、z，在加上时间信息t，共4个未知数。

如果这次伽利略卫星出现的星历不更新只出现在个别卫星上，或者出现在全系统20来颗卫星上，但是持续的不更新时间并不长，那么对地面用户的影响是有限的。所以，最开始，伽利略卫星导航系统管理机构将其定性为“服务能力下降”，言外之意就是：还能提供服务，就是精度差点。

但偏偏这次故障是整个系统所有卫星星历都不及时更新，且时间已经持续还几天。截止目前，所有伽利略卫星已经都显示不可用，主管机构也尚不知何时能恢复。

像这种整个系统所有导航卫星都宕机的情况，真是没有案例可循。从上世纪90年代GPS开始商用、北斗二代从2012年开始商用以来，这两个系统都还没发生过整个系统都宕机的故障，顶多也就是某个时刻某颗卫星异常，但是整个系统还是完好的。欧洲人又开了个先例。。。

3、故障原因

根据伽利略主管机构的说法，这次整个系统故障是其位于意大利的“精密时间设施PTF”出了问题，PTF是用来做什么的，PTF: Precision Timing Facility, responsible for the generation of a physical realization of Galileo System Time (GST) which is provided to all elements for time synchronization purposes.也就是说，PTF是整个伽利略卫星导航系统的时间维持设施，他挂了也就是相当于整个伽利略系统失去了时间来源。

想象一下，要是北京时间突然异常了会怎么样？嗯。。。新闻联播就不能准点播出了

貌似伽利略出的问题基本都与时间有关，2017年，在好几颗卫星上都发生了大面积原子钟故障。

4、影响程度

对用户来说，如果说，你的手机导航芯片只支持伽利略系统的话，那这几天定位也就宕机了。好在现在的导航芯片都是支持多个系统的，比如同时支持GPS/北斗/伽利略，一个系统故障，还能有其他系统可用。但伽利略系统中有一项服务是PRS：Public Regulated Service，即公共特许服务，这是加密的，只供欧洲政府/部队等部门使用，他们的接收机可能只支持伽利略一个系统，如果这样的话，这几天，对他们影响挺大的。

对北斗的管理机构来说，此时也未必轻松，在航天领域，向来都有举一反三的规则，即——别人生病，我们也得吃药。说不定，此时正在全面检查自己的设备呢。

对我们吃瓜群众来说，还是有点暗爽的。本世纪初，我国就建设成了北斗一代系统，即2000年建成的北斗一号系统（覆盖中国及周边），但是该系统采用的主动发射体制异于GPS被动接收体制，容易被人电磁侦查到，暴露自己位置。后来，我国出了2.3亿欧元参与伽利略项目，结果连核心技术层都不让进。后来愤而自己继续研发北斗，磕磕绊绊，在2007年4月13日——申请的频率有效期最后一天，发射了北斗二号的试验卫星，保住了北斗的频率资源。而后，2012年建成北斗二号系统（覆盖亚太），2019年建成北斗三号基本系统（全球），又将在2020年全面提供全球服务。

最后再啰嗦下，为什么大家都想建自己完全可控的卫星导航系统，只讲一个案例就可明白。

2018年4月14日，美国对叙利亚动武，而从4月13日开始，叙利亚地区的GPS民用信号就已经受到干扰，有明显的中断。

与此同时，GPS的加密信号功率也突然增大，相应地提升了抗干扰能力。

又比如，今年6月22日，在伊朗击落美国全球鹰无人机后，美伊差点走火，而在这之前，GPS加密信号L2的功率又开始抬升。

2019/07/17更新：根据监测评估中心监测结果，伽利略系统已经在北京时间7月17日凌晨3点开始恢复啦~~~

2019/07/16更新：修改了文中部分诸如时间等描述错误。

客观地说，其实伽利略的精度非常优秀，媲美GPS，只不过这次故障出得太离谱了。

看了下评论，有对卫星导航定位原理有疑问的，有对原子钟感兴趣的，这里就再给自己其他回答做下广告：

A、如果想了解卫星导航原理的，除了早期陈芳允院士提出的双星定位原理，现在北斗/GPS的定位原理，以及北斗发展历程的，以及怎么把定位精度进一步提升至毫米级的，可参见：北斗导航真的能达到毫米级定位精度吗？、如何评价中国成功以「一箭双星」方式发射北斗三号组网卫星，这背后有哪些技术难点？；

B、想了解原子钟的可参见：天宫二号搭载的冷原子钟相比其他类型的原子钟有什么不同？为什么能使北斗卫星的定位精度大幅提高？；

C、想了解北斗与GPS性能上比较的，以及北斗“收费”、“强制”之类话题的，可参见：北斗导航系统有多厉害？；

D、想了解“北斗被破解”等谣言，想当智者的，可参见：「清华女毕业生帮美帝破解北斗，使中国上百亿打水漂」是真的吗？；

E、想了解用通信卫星怎么来实现导航的，可参见：为什么不能用通信卫星进行导航定位？。