韩国定位系统 (KPS) 代表了韩国为建立独立的区域卫星导航系统而制定的雄心勃勃的计划。KPS 将在整个亚洲-大洋洲地区提供关键的定位、导航和授时 (PNT) 服务。它旨在减少对美国 GPS 等外国系统的依赖。政府于 2022 年启动了这项大型项目。目前的目标是到 2035 年实现全面运行能力。KPS 旨在显著提高国家基础设施的 PNT 稳定性。它还计划促进众多新的国内产业。
KPS 将部署一个由八颗专用卫星组成的星座。这种安排包括三颗地球静止轨道 (GEO) 卫星。其余五颗卫星将占据倾斜地球同步轨道 (IGSO)。这种混合设计可确保高覆盖率和强大的信号可用性，尤其是在朝鲜半岛上。卫星在高仰角下运行。这种高角度对于在城市中心和山区地形中实现可靠的性能至关重要。韩国航空宇宙研究院 (KARI) 领导着开发工作。KPS 项目计划于 2027 年发射其第一颗 IGSO 卫星。
韩国还在建立一个广泛的地面部分。这包括一个综合运营中心和各种监控站。
频率和高精度目标
KPS 将在标准 GNSS 频率上传输导航信号。初步计划确定使用 L 波段（1164–1300 MHz 和 1559–1610 MHz）。它还考虑使用 S 波段（2483.5–2500 MHz）进行信号广播。
韩国定位系统正在与其他国家合作使用相同的频率。KPS 的主要技术目标是提供关于给定点的位置和方向的极其精确的信息。它的目标是在朝鲜半岛周围实现厘米级的精度。这种高精度是通过结合 KPS 和 GPS 测量来实现的。仿真结果表明，与单独使用 GPS 相比，这种组合可以大大提高标准点定位的精度。
KPS 将支持许多高精度应用。它为先进的移动性提供了主要框架。这包括自动驾驶汽车和无人机。此外，KPS 将提高运输安全，尤其是在航空和海事作业中。KPS 对于国家国防、灾害响应和精准农业也很重要。完成后，它将创建一个强大的、独立的 PNT 解决方案，以确保服务不会停止，即使在紧急情况下也是如此。
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什么是 PNT？
PNT 代表定位、导航和授时——这三个基本支柱支持任何现代导航或协调系统，无论是在航空航天、国防、海事、自动驾驶车辆还是关键基础设施中。
以下是一个清晰的细分：
1. 定位
这回答了问题：“我在哪里？”
它提供精确的地理坐标（纬度、经度、海拔）。通常来自 GNSS（GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou）或 GNSS 不可用时的 INS。
对跟踪、制导、测绘和态势感知至关重要。
2. 导航
这回答了：“我如何从 A 点移动到 B 点？”
它涉及确定方向、速度和轨迹，以安全高效地到达目的地。包括速度、航向和姿态（横摇、纵倾、偏航）。
通常使用 IMU/INS、传感器融合算法、里程计或基于 GNSS 的导航来实现。
3. 定时
这回答了：“现在几点，精确到什么程度？”
准确、同步的时间对于系统和信号的协调至关重要。高精度计时是通信网络、军事系统、电网和 GNSS 本身的基础。
即使是微秒级的误差也可能导致通信、数据链路或地理定位失败。
为什么 PNT 很重要？
PNT 是每个现代自主或制导系统的核心——无论是导弹、无人机、车辆、USV、AUV 还是甚至是蜂窝网络。当 GNSS 性能下降或受限时，惯性系统 (IMU/INS) 将成为弹性 PNT 的支柱。
GPS 如何工作？
GPS（全球定位系统）通过使用卫星星座、精确授时和三边测量法来确定您在地球上的任何位置。
以下是最简单的清晰解释：
1 – 卫星广播信号
大约 30 颗 GPS 卫星绕地球运行，每颗卫星持续传输：
– 其在太空中的确切位置
– 发送信号的确切时间（使用原子钟）
这些信号以光速传播。
2 – 您的接收器测量传播时间
GPS 接收器（在您的手机、无人机、INS 等中）接收来自多个卫星的信号。
通过测量每个信号到达所需的时间，它可以计算出距离：
距离 = 光速 × 传播时间
3 – 三角定位计算您的位置
为了找到您的位置，接收器使用三边测量（而不是三角测量）：
- 使用 1 颗卫星 → 您可能位于球体上的任何位置
- 使用 2 颗卫星 → 圆圈相交
- 使用 3 颗卫星 → 两个可能的点
- 使用 4 颗卫星 → 您的精确 3D 位置 + 时钟校正
您的接收器没有原子钟，因此需要第 4 颗卫星来解决计时误差。
4 – 修正提高精度
原始 GPS 存在以下误差：
- 大气（电离层，对流层）
- 卫星时钟漂移
- 轨道预测误差
- 多径反射（信号从建筑物反射）
为了提高精度：
- SBAS（例如，WAAS、EGNOS）提供实时校正
- RTK 和 PPP 技术可将误差校正到厘米级
- INS 耦合（IMU + GPS）可平滑和弥合信号丢失期间的间隙
6 – 最终输出
接收器组合所有数据以估计：
- 纬度
- 经度
- 海拔
- 速度
- 精确时间
现代 GPS 接收器每秒执行数十次或数百次此操作。
什么是 GNSS 频率和信号？
▶ GPS
信号和频率
L1 C/A → 1575.42 MHz
L1C → 1575.42 MHz
L2 C → 1227.6 MHz
L2 P → 1227.6 MHz
L5 → 1176.45 MHz
▶ GLONASS
信号和频率
L1 C/A → 1598.0625-1609.3125 MHz
L2 C → 1242.9375-1251.6875 MHz
L2 P → 1242.9375-1251.6875 MHz
L3 → OC 1202.025
▶ GALILEO
信号和频率
E1 → 1575.42 MHz
E5a → 1176.45 MHz
E5b → 1207.14 MHz
E5 AltBOC → 1191.795 MHz
E6 → 1278.75 MHz
▶ BeiDou
信号和频率
B1I → 1561.098 MHz
B2I → 1207.14 MHz
B3I → 1268.52 MHz
B1C → 1575.42 MHz
B2a → 1176.45 MHz
B2b → 1207.14 MHz
▶ NAVIC
信号和频率
L5 → 1176.45 MHz
▶ SBAS
信号和频率
L1 → 1575.42 MHz
L5 → 1176.45 MHz
▶ QZSS
L1 C/A → 1575.42 MHz
L1 C → 1575.42 MHz
L1S → 1575.42 MHz
L2C → 1227.6 MHz
L5 → 1176.45 MHz
L6 → 1278.75 MHz
