基於無線傳輸的全球導航衛星系統(GNSS)已成為日常生活中導航、地點搜尋與地圖定位的重要裝置。目前有幾種GNSS系統如歐洲Galileo和中國大陸Beidou，但美國全球衛星定位系統(GPS)因可提供全球覆蓋率，因此在所有導航系統中仍是最流行也最被廣泛使用的一套系統。目前所有運作中的GPS衛星有三十一顆，另外還有三至四顆暫停使用的衛星，如果需要可重新啟動。
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| 圖1 不同GNSS的軌道 |
自2011年10月起，俄國的GLONASS擁有二十四顆已上軌道而完全運作中的衛星，另外還有四顆預備與一顆測試中的衛星。此不僅僅是GPS的一個替代方案，尤有甚者的是一個結合GPS/GLONASS系統，其擁有五十五顆位於地球外層空間不同軌道完全運作的衛星(圖1)。
衛星導航的運作，需要至少四顆衛星來決定定位，其中三顆衛星提供每一個空間軸(x、y及z)的數據，另一顆則提供發送時間。愈多顆衛星被追蹤連線，定位就愈精準。一般來說，若僅有GPS系統，地球表面的任何一處則均能觀測到五顆衛星，如果處於一個沒有遮攔的地點，甚至可觀測到高達十二顆衛星。
單一GPS系統受限多
特別是在擁有眾多高樓大廈的大型城市中，衛星訊號經常漏失，這對於車隊管理和其他追蹤定位應用等是不被允許的。此外，單一GPS導航系統尚有其他更多的限制，例如GPS衛星在距地球20,000公里的軌道上運行，其所發射的訊號到達地球的接收器時強度僅-130dBm，經過城市干擾環境甚至產生進一步衰減，這使得要從背景雜訊中隔離出這些訊號，已成為一種真正的挑戰。
為克服種種限制，工程師決定開創一個結合GPS和GLONASS的解決方案。他們相信透過五十五顆繞行於不同軌道衛星且涵蓋率達全球，應該對導航帶來一定的衝擊，同時也應能提供相關的利益。
結合GPS及GLONASS
2012年2月，泰利特(Telit)的GNSS工程師群決定實地進行測試，比較單一GPS系統接收器和GPS+GLONASS接收器的導航精度。該團隊在洛杉磯市區從早上11:00到下午3:00測試七條追蹤路線，同時選測好幾款標準型單一GPS導航器，以與泰利特能處理GPS和GLONASS訊號的最新GNSS模組Jupiter SL869進行比較，而結果非常近似，GPS和GLONASS結合系統可實現比單一GPS系統更準確且更卓越的定位能力。
Jupiter SL869是一款32通道全球定位模組，可接受全球可用GNSS系統如GPS、GLONASS與QZSS的所有頻譜訊號，以實現接收、追蹤與導航，此外，也適用於歐盟的伽利略系統。其極低高度與小尺寸的LCC封裝適合極精小的應用，可大幅降低所需成本與空間；而精小設計與寬廣溫度範圍，則成為低、中、高量能M2M結合應用與手機/定位追蹤資料元件的極佳模組。
該模組並搭載強大的省電微處理器，透過序列介面提供符合國家海洋電子協會(NMEA)標準協定的所有GNSS訊息。此外，該模組利用多重GNSS架構、太空輔助定位系統(SBAS)及實時星曆表數據，可有效地在嚴酷的環境中獲取正確定位。
此外，在路面追蹤精度上也有很大差異，單一GPS系統定位時會產生脫離道路幾公尺(m)的情況，亦即定位軌跡並不在道路上，而是在路旁，而GPS+GLONASS則是能進行非常精準的定位，從未發生脫離道路的情況。
另一個類似的研究，也在2012年3月20日於倫敦進行，其內容是監看單一GPS系統接收器和GPS+GLONASS接收器所能搜尋到的衛星數目，其結果與洛杉磯的情況相同：在倫敦，訊號被五層大廈所遮蔽，能追蹤到的GPS衛星數目降到四顆以下。因此，單一GPS系統接收器瞬間失去定位能力，這種情況發生三次，其中發生於下午3:00的該次是最為嚴重，接收器完全收不到訊號達20分鐘之久。
GPS+GLONASS也同時進行相同的追蹤測試，結果顯示總會有超過四顆衛星被搜尋到，因此定位實質上是比較有保障的(圖2)。此外，有高達十五顆衛星在倫敦地區被GPS+GLONASS方案搜尋到，反觀單一GPS系統所追蹤到的衛星還不到八顆，僅是GPS+GLONASS可用衛星數的一半。
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| 圖2 在3月20日倫敦地區GPS+GLONASS系統搜尋到的衛星數，衛星數絕不少於六顆。 |
因為有GLONASS的加入，使測試顯示搜尋到的衛星絕不低於六顆，相關失去衛星涵蓋的問題，尤其具有高聳建築的城市峽谷則因此大幅降低。此外，測試結果也顯示定位精度也有效提升，除此之外，團隊也注意到定位速度同時獲得改善，這對於諸如失竊車輛的尋回至為重要，其關鍵便是不論車輛位於何處，都可將其定位。GPS與GLONASS結合架構的實作，對於導航而言已向前跨出重要的一步，其提供最佳衛星密度架構以獲得最準確的定位，且不侷限於俄國，而是全球皆能用。
最後，其實現更精確的定位，在電子地圖上更精準地鎖定一個人、一輛車或資產真實位置。更多的測試已於南非展開，一般認為目前所有發現也將於當地再次得到驗證。
(本文作者為泰利特定位解決方案事業部副總裁)