1．第二代導航衛星系統的體制

　　第二代導航衛星系統與第一代導航衛星系統在體制上的差別主要是：第二代用戶機可免發上行信號，不再依靠中心站電子高程圖處理或由用戶提供高程信息，而是直接接收衛星單程測距信號自己定位，系統的用戶容量不受限制，并可提高用戶位置隱蔽性。其代價是：測距精度要由星載高穩定度的原子鐘來保證，所有用戶機使用穩定度較低的石英鐘，其時鐘誤差作為未知數和用戶的三維未知位置參數一起由4個以上的衛星測距方程來求解。這就要求用戶在每一時刻至少可見4顆以上幾何位置合適的衛星進行測距（見圖5），從而使得星座所需衛星數量大大增多，系統投資將顯著增加。建立高精度衛星軌道基準和衛星時間基準是新衛星導航系統技術的核心，需要開展深入的研究工作。為了獲取對中國未來的導航頻率的國際保護，需要加快向國際電聯申請和協調。

　　中國第二代導航衛星系統復雜，全系統的設計研制和運行管理尚缺少經驗，但中國對衛星的測控技術已有一定基礎。北斗導航系統和廣域差分系統的研發直接為中國第二代導航系統的研制和運行鍛煉了技術隊伍和積累了經驗，各地面臺、站設施等可在第一代導航衛星系統已有設備基礎上進行擴建，衛星平臺、運載火箭、雙向數據移動通信等均可以繼承或采用成熟技術。國內GPS的廣泛應用為中國未來的衛星導航提供了應用基礎和廣闊的市場。發展新一代導航衛星系統不僅是必要的，而且在技術、經濟上也是可行的。

　　2．第二代導航衛星系統發展途徑

　　（1）充分保證民用導航精度

　　提供雙頻信號以消除電離層引起的誤差，不實施SA干擾降低導航精度，C／A碼公眾自由使用并與國際格式兼容，不收費用；對授權用戶提供雙頻和廣域差分信息，以進一步提高導航精度和提供準實時完好性信息。GPS廣泛開發民間應用，形成重要產業，其軍民用之比已達1∶20。由于民用接收機的普及、批量生產和商業競爭，民用產品的數字化、小型化和性能大大提高，價格顯著下降，反過來又促進了GPS的軍事應用，更大程度地滿足了需求。相反，俄羅斯沒有開發民用市場，軍用接收機只生產了2000部，價格昂貴，性能不高。因此，中國在建立第二代導航系統的同時，應發揮中國導航C／A碼精度高、含有亞洲區域加強系統的優勢，首先開發國內民用市場，開發出批量生產的廉價國產導航接收機，普及國內民間應用，逐步取代進口產品，形成產業，進而開發中外導航信號雙模式兼容、并可接受區域加強的高精度高可用性接收機，進一步拓寬需高安全性的中外用戶在亞洲的應用市場，逐步建立中國導航系統今后持續發展的物質基礎，為將來發展全球性的國際市場做好準備。建議中國指定相應領導部門加強民用衛星導航的開發和應用工作的管理。

　（2）以建立全球導航系統為長遠目標，分步實施

　　中國的衛星導航系統究竟應該是區域的還是全球的，這是中國導航界專家廣泛關注的一個重要問題。當前為了首先確保在國內及附近海域的需求（少數國際民航飛機和航海船只除外），并力求減少初期一次性投資額度，在近期內仍以建成北半球約120度經度范圍內的區域系統為宜。但從長遠發展打算，中國經濟和科學技術的發展離不開衛星導航，低軌飛行器的定軌也要求有全球導航系統支撐，要認真考慮中國區域系統今后順利發展成為全球系統的可能性。這也有利于和俄羅斯、歐洲一起打破美國GPS獨霸世界的局面，有利于民用方面今后開發導航產業的國際市場，滿足國際航空、航海和航天器全球導航的需要。因此，從前瞻性考慮，建議以建立全球導航系統為長遠目標，按技術經濟條件采取先區域后全球的兩步實施方針。實現這一方針的可行性在于當前區域系統必須和未來全球系統在體制上兼容，區域星座可以擴展為全球星座，今后可根據中國國力和實際需要，隨著后續衛星的發射，以最小的代價平穩地發展成全球系統。這一技術途徑的可行性在于尋找到合適的衛星星座，下面為可考慮的幾種區域星座軌道類型。

　　1、地球靜止軌道（GEO）：衛星星座可一天24小時靜止在規定的赤道位置上空，提供本區域導航服務，衛星利用率高。這就是北斗導航系統采用的星座，而且地球靜止衛星也廣泛應用于全球導航系統的區域增強系統。由于地球靜止軌道衛星都處于赤道面內，受導航定位所需幾何構形的限制，每個用戶只能最多利用2顆相間隔30度以上經度的衛星。全區域究竟布設幾顆地球靜止軌道衛星則取決于導航服務區域大小，但單用地球靜止軌道衛星是不夠的，還必須有相對于地球移動的高緯度衛星參與導航星座。

　　2、大橢圓軌道衛星星座：最典型的是俄羅斯用于高緯度地區廣播衛星的“閃電”12小時衛星軌道。這是一種大偏心率（通常取0．7左右）軌道，軌道傾角63．43度，其遠地點在北半球本國高緯度上空，星下點軌跡移動緩慢，5日內可保持近10小時有效運行。一個軌道面內均勻分布3顆星，即可保持一個高緯度星位的連續存在。其近地點在南半球，停留時間很短，衛星高度很低，用戶可見區域范圍小，對用戶的導航貢獻小。另有一個遠地點在地球背面，經度上遠離服務區，本區域系統不能加以利用。另外，這種軌道的衛星高度變化劇烈，對信道設計很不利。因此，對大橢圓軌道不予考慮。

　　 3、傾斜地球同步軌道（IGSO）：衛星星座的軌道傾角為55～63．43度的24小時地球同步軌道，即所謂的大“8”字形軌道，中心位于赤道某設定的經度上，高度與地球靜止軌道衛星相同，衛星星下點24小時軌跡在本服務區內南北來回運動，也是一種利用效率較高的區域星座，但只限于在本經度區域內使用。在立足于國內臺站測控的條件下，中國采用9顆傾斜地球同步軌道衛星與4顆地球靜止軌道衛星相結合可以建立區域導航系統，但接近服務區邊緣處因衛星定軌精度下降導致導航精度明顯惡化。歐洲曾對這種軌道星座方案作了多年研究，并企圖在全球尋找幾個區域系統聯網成全球系統的合作伙伴未果，最終放棄了這種方案。如果中國采用這種軌道星座，將來發展成為全球系統是不可能的。

　　 4、中高度圓軌道（MEO）衛星星座：這是一種周期為12小時，傾角為55～63．43度的軌道，是經過GPS和GLONASS系統成功運行證明性能優良的全球星座軌道。分析計算證明，24顆傾角為55度的MEO衛星分布在3個軌道面內，可滿足全球導航精度（3個傾角為54．74度的軌道面通過地心相互正交，衛星在全球分布最均勻，明顯優于GPS的6個軌道面）。這種單一由MEO衛星組成的星座必須布滿全部24顆衛星才能有效地投入運行，如要滿足民航可用性要求和精密近進，則必須增加地球靜止軌道衛星（GEO）進行區域加強，或大量增加MEO衛星。由于每一MEO衛星星下點軌跡歷經全球，其優點是可立足于本國國土內測控所有衛星。中國服務區地處北緯55度以南（實際上南半球地區同樣可以服務），東西經度范圍很大，占全球1／3，平均每顆星約有2／3的時間可為本區域系統內的用戶服務。采用其12顆星的子星座與4顆地球靜止軌道衛星相結合（12MEO＋4GEO），可滿足區域系統的導航要求。如果后續布滿24顆衛星，則發展成為高精度區域加強的全球系統，可達到民航精密近進導航要求。下表為各類軌道星座HDOP與VDOP值的比較，其中HDOP為水平幾何放大因子，VDOP為垂直幾何放大因子，它們和測距精度相乘可分別獲得水平與垂直定位精度。比較數據表明所建議的軌道和GLONASS型軌道都可滿足要求。前者，全球星座的精度更好；后者，所有中高度圓軌道衛星都歷經同一星下點軌跡，有利于消除地球重力異常對星座內各衛星影響的差異，同一地面站可以分時監控到所有軌道面的衛星。