การนำทางด้วยดาวเทียม ( satnav ) หรือการกำหนดตำแหน่งด้วยดาวเทียมคือการใช้ดาวเทียมเพื่อการนำทางหรือการกำหนดตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก ( GNSS ) ให้การครอบคลุมแก่ผู้ใช้ทุกคนบนโลก รวมถึงทางอากาศ ทางบก และทางทะเล มีระบบ GNSS ที่ใช้งานได้สี่ระบบ ได้แก่ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลก (GPS) ของสหรัฐอเมริกา ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก ( GLONASS ) ของรัสเซีย ระบบดาวเทียมนำทางเป่ยโต่ว (BDS) ของจีน^{[ 1 ]} และ กาลิเลโอของสหภาพยุโรป^{[ 2 ]}นอกจากนี้ยังมีระบบดาวเทียมนำทางระดับภูมิภาค ( RNSS ) สองระบบในรูปแบบของระบบดาวเทียม Quasi-Zenith (QZSS) ของญี่ปุ่น ^{[ 3 ]}และระบบดาวเทียมนำทางระดับภูมิภาคของอินเดีย (IRNSS หรือที่รู้จักกันในชื่อ NavIC) ^{[ 4 ] [ 5 ]}

ระบบเสริมความแม่นยำโดยใช้ดาวเทียม (SBAS) เป็นระบบที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความแม่นยำของระบบ GNSS ทั่วโลก^{[ 6 ]}ระบบ SBAS ประกอบด้วย QZSS ของญี่ปุ่น^{[ 6 ]} GAGANของอินเดียและEGNOS ของยุโรป ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้ GPS เป็นพื้นฐาน

อุปกรณ์นำทางด้วยดาวเทียมกำหนดตำแหน่ง ( ลองจิจูด ละติจูดและระดับความสูง)ด้วยความแม่นยำสูง (ภายในไม่กี่เซนติเมตรถึงเมตร) โดยใช้สัญญาณเวลาที่ส่งผ่านทางคลื่นวิทยุจาก ดาวเทียมใน แนวสายตาระบบนี้สามารถใช้เพื่อระบุตำแหน่ง นำทาง หรือติดตามตำแหน่งของวัตถุที่ติดตั้งตัวรับสัญญาณ (การติดตามด้วยดาวเทียม) สัญญาณเหล่านี้ยังช่วยให้ตัวรับสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์คำนวณเวลาท้องถิ่นปัจจุบันได้อย่างแม่นยำสูง ซึ่งช่วยให้สามารถซิงโครไนซ์เวลาได้ การใช้งานเหล่านี้โดยรวมเรียกว่าการระบุตำแหน่ง การนำทาง และการกำหนดเวลา (PNT) ระบบนำทางด้วยดาวเทียมทำงานได้อย่างอิสระจากการรับสัญญาณโทรศัพท์หรืออินเทอร์เน็ต แม้ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะช่วยเพิ่มประโยชน์ของข้อมูลตำแหน่งที่สร้างขึ้นได้ก็ตาม

โดยทั่วไปแล้ว การครอบคลุมทั่วโลกของแต่ละระบบจะทำได้โดยกลุ่มดาวเทียมจำนวน 18-30 ดวง ที่โคจร ในวงโคจรระดับกลาง (MEO) กระจายอยู่ระหว่างระนาบวงโคจร หลายระนาบ ระบบที่ใช้งานจริงอาจแตกต่างกันไป แต่ทั้งหมดใช้ความเอียงของวงโคจรมากกว่า 50° และคาบการโคจรประมาณสิบสองชั่วโมง (ที่ระดับความสูงประมาณ 20,000 กิโลเมตร หรือ 12,000 ไมล์)

ระบบ GNSS ที่ให้ความแม่นยำและความสมบูรณ์ในการตรวจสอบที่เพิ่มขึ้นซึ่งใช้สำหรับการนำทางพลเรือนนั้นจัดประเภทได้ดังนี้: ^{[ 7 ]}

• GNSS-1เป็นระบบรุ่นแรกและเป็นการผสมผสานระบบนำทางด้วยดาวเทียมที่มีอยู่ (GPS และ GLONASS) กับระบบเสริมความแม่นยำด้วยดาวเทียม(SBAS) หรือระบบเสริมความแม่นยำบนภาคพื้นดิน(GBAS) ^{[ 7 ]}ในสหรัฐอเมริกา ส่วนประกอบที่ใช้ดาวเทียมคือWide Area Augmentation System(WAAS) ในยุโรปคือEuropean Geostationary Navigation Overlay Service(EGNOS) ในญี่ปุ่นคือMulti-Functional Satellite Augmentation System(MSAS) และในอินเดียคือGPS-aided GEO augmented navigation(GAGAN) การเสริมความแม่นยำบนภาคพื้นดินนั้นจัดทำโดยระบบต่างๆ เช่นระบบเสริมความแม่นยำในพื้นที่(LAAS) ^{[ 7 ]}
• GNSS-2เป็นระบบรุ่นที่สองที่ให้บริการระบบนำทางด้วยดาวเทียมสำหรับพลเรือนอย่างเต็มรูปแบบโดยอิสระ ตัวอย่างเช่น ระบบกำหนดตำแหน่ง Galileo ของยุโรป ^{[ 7 ]}ระบบเหล่านี้จะให้ความแม่นยำและการตรวจสอบความสมบูรณ์ที่จำเป็นสำหรับการนำทางพลเรือน รวมถึงเครื่องบิน ในขั้นต้น ระบบนี้ประกอบด้วยชุดความถี่ UpperL Band(L1 สำหรับ GPS, E1 สำหรับ GalileoและG1 สำหรับ GLONASS) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระบบ GNSS ได้เริ่มเปิดใช้งานชุดความถี่ LowerL Band(L2 และ L5 สำหรับ GPS, E5a และ E5b สำหรับ GalileoและG3 สำหรับ GLONASS) สำหรับการใช้งานพลเรือน ซึ่งมีคุณสมบัติความแม่นยำโดยรวมที่สูงกว่าและปัญหาการสะท้อนสัญญาณน้อยกว่า ^{[ 8 ] [ 9 ]}ณ ปลายปี 2018 มีอุปกรณ์ GNSS ระดับผู้บริโภคบางรุ่นที่วางจำหน่ายซึ่งใช้ทั้งสองแบบ โดยทั่วไปเรียกว่าอุปกรณ์ "Dual-band GNSS" หรือ "Dual-band GPS"

ระบบต่างๆ สามารถจำแนกได้ตามบทบาทในระบบนำทาง ดังนี้:

• ปัจจุบันมีระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลกอยู่ 4 ระบบ ได้แก่GPS (สหรัฐอเมริกา), GLONASS (สหพันธรัฐรัสเซีย), BeiDou (จีน) และGalileo (สหภาพยุโรป)
• ระบบเสริมความแม่นยำด้วยดาวเทียม ( SBAS ) เช่นOmniSTARและStarFire
• ระบบ SBAS ระดับภูมิภาค ได้แก่ WAAS (สหรัฐอเมริกา), EGNOS (สหภาพยุโรป), MSAS (ญี่ปุ่น), GAGAN (อินเดีย) และ SDCM (รัสเซีย)
• ระบบนำทางด้วยดาวเทียมระดับภูมิภาค (RNSS) เช่นNAVIC ของอินเดีย และQZSS ของ ญี่ปุ่น
• ระบบเสริมความแม่นยำภาคพื้นดินระดับทวีป (GBAS) ตัวอย่างเช่น ระบบ GRAS ของออสเตรเลีย และบริการ DGPS ( National Differential GPS ) ซึ่งเป็นการร่วมมือกันระหว่างหน่วยยามฝั่งสหรัฐฯ หน่วยยามฝั่งแคนาดา กองทัพบกสหรัฐฯ และกระทรวงคมนาคมสหรัฐฯ
• ระบบ GBAS ระดับภูมิภาค เช่น เครือข่าย CORS
• ระบบ GBAS ระดับท้องถิ่น มีลักษณะเฉพาะคือ สถานีอ้างอิง GPS เพียงแห่งเดียวที่ใช้ การแก้ไขแบบ Real Time Kinematic (RTK)

เนื่องจากระบบ GNSS ทั่วโลกจำนวนมาก (และระบบเสริม) ใช้ความถี่และสัญญาณที่คล้ายกันรอบ L1 จึงมีการผลิตเครื่องรับ "Multi-GNSS" จำนวนมากที่สามารถใช้ระบบหลายระบบได้ ในขณะที่บางระบบพยายามที่จะทำงานร่วมกับ GPS ให้ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยการให้เวลาเดียวกัน แต่บางระบบก็ไม่ได้ทำเช่นนั้น^{[ 10 ]}

ระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุภาคพื้นดินมีมานานหลายทศวรรษแล้ว ระบบ DECCA , LORAN , GEEและOmegaใช้เครื่องส่งสัญญาณวิทยุคลื่นยาว ภาคพื้นดิน ซึ่งส่งคลื่นวิทยุจากตำแหน่ง "หลัก" ที่ทราบแล้ว ตามด้วยคลื่นที่ส่งซ้ำจากสถานี "รอง" จำนวนหนึ่ง ความล่าช้าระหว่างการรับสัญญาณหลักและสัญญาณรองทำให้เครื่องรับสามารถคำนวณระยะทางไปยังสถานีรองแต่ละแห่งได้ ทำให้ได้ตำแหน่งที่ตั้งที่แน่นอน

ระบบนำทางด้วยดาวเทียมระบบแรกคือ ระบบ ทรานสิต (Transit) ซึ่งกองทัพสหรัฐฯ นำมาใช้ในทศวรรษ 1960 การทำงานของทรานสิตอาศัยหลักการของปรากฏการณ์ดอปเปลอ ร์ กล่าวคือ ดาวเทียมโคจรไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้และส่งสัญญาณวิทยุ ด้วยความถี่ที่กำหนดไว้ เช่นกัน ความถี่ที่รับได้จะแตกต่างจากความถี่ที่ส่งสัญญาณเล็กน้อยเนื่องจากการเคลื่อนที่ของดาวเทียมเมื่อเทียบกับเครื่องรับ โดยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความถี่นี้ในช่วงเวลาสั้นๆ เครื่องรับสามารถระบุตำแหน่งของตนเองว่าอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของดาวเทียม และการวัดหลายๆ ครั้งร่วมกับความรู้ที่แม่นยำเกี่ยวกับวงโคจรของดาวเทียมจะช่วยกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนได้ ข้อผิดพลาดของตำแหน่งวงโคจรของดาวเทียมเกิดจากการหักเหของ คลื่นวิทยุ การเปลี่ยนแปลงของสนามโน้มถ่วง (เนื่องจากสนามโน้มถ่วงของโลกไม่สม่ำเสมอ) และปรากฏการณ์อื่นๆ ทีมงานที่นำโดย Harold L Jury จาก Pan Am Aerospace Division ในฟลอริดา ตั้งแต่ปี 1970 ถึง 1973 ได้ค้นพบวิธีแก้ไขหรือปรับปรุงแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดหลายประการ การใช้ข้อมูลแบบเรียลไทม์และการประมาณค่าแบบวนซ้ำช่วยลดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบและข้อผิดพลาดที่เหลืออยู่ให้เหลือความแม่นยำเพียงพอสำหรับการนำทาง^{[ 11 ]}

ส่วนหนึ่งของการส่งสัญญาณจากดาวเทียมโคจรนั้นรวมถึงข้อมูลวงโคจรที่แม่นยำของดาวเทียมนั้นด้วย เดิมทีหอดูดาวกองทัพเรือสหรัฐฯ (USNO) เฝ้าสังเกตวงโคจรที่แม่นยำของ GPS อย่างต่อเนื่อง เมื่อวงโคจรของดาวเทียมเบี่ยงเบนไป USNO จะส่งข้อมูลที่อัปเดตแล้วไปยังดาวเทียม การส่งสัญญาณครั้งต่อๆ ไปจากดาวเทียมที่ได้รับการอัปเดตแล้วจะประกอบด้วย ข้อมูลวงโคจรล่าสุดของดาวเทียมนั้น

ระบบสมัยใหม่มีความตรงไปตรงมามากกว่า ดาวเทียมจะส่งสัญญาณที่มีข้อมูลวงโคจร (ซึ่งสามารถคำนวณตำแหน่งของดาวเทียมได้) และเวลาที่ส่งสัญญาณอย่างแม่นยำ ข้อมูลวงโคจรประกอบด้วยปฏิทินวงโคจร โดยคร่าว ๆ ของดาวเทียมทั้งหมดเพื่อช่วยในการค้นหา และข้อมูลวงโคจรที่แม่นยำของดาวเทียมดวงนี้ (กำหนดโดยความช่วยเหลือจากสถานีภาคพื้นดิน) ข้อมูลวงโคจรจะถูกส่งในข้อความข้อมูลที่ซ้อนทับอยู่บนรหัสที่ใช้เป็นตัวอ้างอิงเวลา ดาวเทียมใช้นาฬิกาอะตอมเพื่อรักษาการซิงโครไนซ์ของดาวเทียมทั้งหมดในกลุ่มดาวเทียม ตัวรับสัญญาณจะเปรียบเทียบเวลาที่ออกอากาศซึ่งเข้ารหัสในการส่งสัญญาณของดาวเทียมสามดวง (ที่ระดับน้ำทะเล) หรือสี่ดวง (ซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณระดับความสูงได้ด้วย) โดยวัดเวลาการเดินทางไปยังดาวเทียมแต่ละดวง สามารถทำการวัดดังกล่าวได้หลายครั้งพร้อมกันไปยังดาวเทียมที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถสร้างตำแหน่งที่แน่นอนได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์โดยใช้เวอร์ชันที่ปรับปรุงแล้วของการ หาตำแหน่งโดยใช้ สามเหลี่ยม : ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ใน การคำนวณตำแหน่ง GNSS

การวัดระยะทางแต่ละครั้ง ไม่ว่าจะใช้ระบบใดก็ตาม จะวางตำแหน่งเครื่องรับไว้บนเปลือกทรงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ผู้ส่งสัญญาณ ณ ระยะทางที่วัดได้จากผู้ส่งสัญญาณ โดยการวัดหลายๆ ครั้งแล้วหาจุดที่เปลือกทรงกลมเหล่านั้นมาบรรจบกัน จะได้ตำแหน่งที่แน่นอน อย่างไรก็ตาม ในกรณีของเครื่องรับที่เคลื่อนที่เร็ว ตำแหน่งของเครื่องรับจะเคลื่อนที่ตามไปด้วยเมื่อรับสัญญาณจากดาวเทียมหลายดวง นอกจากนี้ สัญญาณวิทยุจะช้าลงเล็กน้อยเมื่อผ่านชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ และการช้าลงนี้จะแปรผันตามมุมของเครื่องรับเทียบกับดาวเทียม เนื่องจากมุมนั้นสอดคล้องกับระยะทางที่สัญญาณเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ ดังนั้น การคำนวณพื้นฐานจึงพยายามหาเส้นตรงที่สั้นที่สุดที่สัมผัสกับเปลือกทรงกลมแบนสี่อันที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ดาวเทียมสี่ดวง เครื่องรับนำทางด้วยดาวเทียมลดข้อผิดพลาดโดยใช้สัญญาณจากดาวเทียมหลายดวงและตัวประมวลผลสัญญาณหลายตัว แล้วใช้เทคนิคต่างๆ เช่นการกรองแบบ Kalmanเพื่อรวมข้อมูลที่มีสัญญาณรบกวน ไม่สมบูรณ์ และเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา เข้าเป็นค่าประมาณเดียวสำหรับตำแหน่ง เวลา และความเร็ว

ทฤษฎี สัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ถูกนำมาใช้ในการแก้ไขเวลา GNSS ผลลัพธ์สุทธิคือเวลาบนนาฬิกาดาวเทียม GPS จะเดินเร็วกว่านาฬิกาบนพื้นดินประมาณ 38 ไมโครวินาทีต่อวัน^{[ 12 ]}

ระบบนำทางดาวเทียมหลายระบบสามารถรวมกันเพื่อสร้างโซลูชันตำแหน่งได้ เนื่องจากระบบต่างๆ มีการอ้างอิงเวลาที่แตกต่างกัน ตัวรับสัญญาณจึงจำเป็นต้องประมาณค่าพารามิเตอร์ความแตกต่างของเวลาระหว่างระบบเพิ่มเติมอีกหนึ่งค่าสำหรับแต่ละระบบที่เพิ่มเข้ามา ซึ่งจะทำให้จำนวนดาวเทียมที่จำเป็นสำหรับการแก้ไขตำแหน่งแบบไฮบริดเพิ่มขึ้น^{[ 13 ] [ 14 ]}ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 2010 ข้อความนำทางรุ่นใหม่ที่ออกอากาศโดยดาวเทียมหลายดวงในปัจจุบันได้รวมพารามิเตอร์ "GNSS Time Offset" สำหรับการแปลงระหว่างการอ้างอิงเวลา ทำให้ตัวรับสัญญาณสามารถละเว้นการประมาณค่านี้ได้เมื่อจำเป็น^{[ 15 ] [ 16 ]} พารามิเตอร์ ที่ออกอากาศนั้นขึ้นอยู่กับการประมาณค่าของเจ้าของดาวเทียม และความแม่นยำของพารามิเตอร์เหล่านี้จะแตกต่างกันไปในแต่ละระบบ^{[ 17 ]}

แรงจูงใจดั้งเดิมของการนำร่องด้วยดาวเทียมนั้นมาจากการใช้งานทางทหาร การนำร่องด้วยดาวเทียมช่วยให้การส่งอาวุธไปยังเป้าหมายมีความแม่นยำมากขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพในการทำลายล้างอย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ลดการสูญเสียโดยไม่ตั้งใจจากอาวุธที่ยิงผิดเป้า (ดูระเบิดนำวิถี ) การนำร่องด้วยดาวเทียมยังช่วยให้กองกำลังสามารถสั่งการและระบุตำแหน่งของตนเองได้ง่ายขึ้น ลดความสับสนวุ่นวายในสงคราม

ปัจจุบันระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก เช่นกาลิเลโอถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของผู้ใช้และตำแหน่งของบุคคลหรือวัตถุอื่น ๆ ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ขอบเขตการใช้งานของระบบนำทางด้วยดาวเทียมในอนาคตนั้นกว้างขวางมาก ครอบคลุมทั้งภาครัฐและเอกชนในหลายกลุ่มตลาด เช่น วิทยาศาสตร์ การขนส่ง การเกษตร เป็นต้น^{[ 18 ]}

ความสามารถในการส่งสัญญาณนำทางด้วยดาวเทียมนั้นหมายถึงความสามารถในการปิดกั้นการส่งสัญญาณนั้นด้วยเช่นกัน ผู้ให้บริการระบบนำทางด้วยดาวเทียมมีศักยภาพที่จะลดทอนหรือยกเลิกบริการนำทางด้วยดาวเทียมในพื้นที่ใดๆ ก็ได้ตามที่ต้องการ

เรียงตามลำดับปีที่เปิดตัวครั้งแรก:

ระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก (GPS) ของสหรัฐอเมริกาประกอบด้วย ดาวเทียม โคจรระดับกลางรอบโลก มากถึง 32 ดวง ในระนาบวงโคจร ที่แตกต่างกัน 6 ระนาบ จำนวนดาวเทียมที่แน่นอนจะเปลี่ยนแปลงไป เนื่องจากดาวเทียมรุ่นเก่าจะถูกปลดระวางและแทนที่ด้วยดาวเทียมใหม่ ระบบ GPS เริ่มใช้งานตั้งแต่ปี 1978 และให้บริการทั่วโลกตั้งแต่ปี 1994 นับเป็นระบบนำทางด้วยดาวเทียมที่ใช้กันมากที่สุดในโลก

ระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก (Global Navigation Satellite System หรือ GLONASS) ซึ่งเดิมเป็นของสหภาพโซเวียตและปัจจุบันเป็นของรัสเซียเป็นระบบนำทางด้วยดาวเทียมที่ให้บริการนำทางด้วยคลื่นวิทยุแก่พลเรือน และกองกำลังป้องกันภัยทางอากาศของรัสเซียก็ใช้ระบบนี้เช่นกัน GLONASS ครอบคลุมทั่วโลกอย่างสมบูรณ์ตั้งแต่ปี 1995 และมีดาวเทียมที่ใช้งานอยู่ 24 ดวง

BeiDou เริ่มต้นจาก Beidou-1 ซึ่งปัจจุบันถูกปลดประจำการแล้ว เป็นเครือข่ายท้องถิ่นในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกบนวงโคจรคงที่ ระบบรุ่นที่สอง BeiDou-2 เริ่มใช้งานได้ในประเทศจีนในเดือนธันวาคม 2011 ^{[ 19 ]}ระบบ BeiDou-3 ได้รับการเสนอให้ประกอบด้วย ดาวเทียม MEO 30 ดวง และดาวเทียมวงโคจรคงที่ (IGSO) 5 ดวง รุ่นภูมิภาคที่มีดาวเทียม 16 ดวง (ครอบคลุมพื้นที่เอเชียและแปซิฟิก) เสร็จสมบูรณ์ในเดือนธันวาคม 2012 บริการทั่วโลกเสร็จสมบูรณ์ในเดือนธันวาคม 2018 ^{[ 20 ]}เมื่อวันที่ 23 มิถุนายน 2020 การติดตั้งกลุ่มดาวเทียม BDS-3 เสร็จสมบูรณ์อย่างสมบูรณ์หลังจากดาวเทียมดวงสุดท้ายถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศอย่างประสบความสำเร็จที่ศูนย์ปล่อยดาวเทียมซีฉาง^{[ 21 ]}

สหภาพยุโรปและองค์การอวกาศยุโรปตกลงกันในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2545 ที่จะนำระบบระบุตำแหน่งทางเลือกของตนเองมาใช้แทน GPS ซึ่งเรียกว่าระบบระบุตำแหน่งกาลิเลโอกาลิเลโอเริ่มใช้งานได้ในวันที่ 15 ธันวาคม พ.ศ. 2559 (ความสามารถในการปฏิบัติงานขั้นต้นทั่วโลก, EOC) ^{[ 22 ]}ด้วยต้นทุนที่คาดการณ์ไว้ที่ 10 พันล้านยูโร^{[ 23 ]}ระบบ ดาวเทียม MEO จำนวน 30 ดวงนี้เดิมทีมีกำหนดจะเริ่มใช้งานได้ในปี พ.ศ. 2553 ปีที่เริ่มใช้งานได้เดิมคือปี พ.ศ. 2557 ^{[ 24 ]}ดาวเทียมทดลองดวงแรกถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 28 ธันวาคม พ.ศ. 2548 ^{[ 25 ]}คาดว่ากาลิเลโอจะเข้ากันได้กับ ระบบ GPS ที่ทันสมัยขึ้นตัวรับสัญญาณจะสามารถรวมสัญญาณจากทั้งดาวเทียมกาลิเลโอและดาวเทียม GPS เพื่อเพิ่มความแม่นยำอย่างมาก กลุ่มดาวเทียมกาลิเลโอทั้งหมดประกอบด้วยดาวเทียมที่ใช้งานอยู่ 24 ดวง^{[ 26 ]}โดยดวงสุดท้ายถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2564 ^{[ 27 ] [ 28 ]}การมอดูเลชั่นหลักที่ใช้ในสัญญาณ Galileo Open Service คือ การมอดูเลชั่น Composite Binary Offset Carrier (CBOC)

NavIC (Navigation with Indian Constellation) เป็นระบบนำทางด้วยดาวเทียมระดับภูมิภาคแบบอัตโนมัติที่พัฒนาโดย องค์การ วิจัยอวกาศแห่งอินเดีย (ISRO) รัฐบาลอินเดียอนุมัติโครงการนี้ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2549 ประกอบด้วยกลุ่มดาวเทียมนำทางเจ็ดดวง^{[ 29 ]}ดาวเทียมสามดวงอยู่ในวงโคจรค้างฟ้า (GEO)และอีกสี่ดวงอยู่ในวงโคจรซิงโครนัสฟ้า (GSO)เพื่อให้มีพื้นที่รับสัญญาณที่กว้างขึ้นและจำนวนดาวเทียมที่น้อยลงในการทำแผนที่ภูมิภาค มีจุดประสงค์เพื่อให้ความแม่นยำของตำแหน่งสัมบูรณ์ในทุกสภาพอากาศที่ดีกว่า 7.6 เมตร (25 ฟุต) ทั่วประเทศอินเดียและภายในภูมิภาคที่ขยายออกไปประมาณ 1,500 กิโลเมตร (900 ไมล์) โดยรอบ^{[ 30 ]}พื้นที่ให้บริการขยายอยู่ระหว่างพื้นที่ให้บริการหลักและพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ล้อมรอบด้วยเส้นละติจูดที่ 30 องศาใต้ถึงเส้นละติจูดที่ 50 องศาเหนือและเส้นลองจิจูดที่ 30 องศาตะวันออกถึงเส้นลองจิจูดที่ 130 องศาตะวันออกซึ่งอยู่ห่างจากพรมแดน 1,500 ถึง 6,000 กิโลเมตร (900 ถึง 3,700 ไมล์) ^{[ 31 ]} ได้มีการระบุเป้าหมายของการควบคุมโดย อินเดียอย่างสมบูรณ์ โดยส่วนของอวกาศส่วนของภาคพื้นดินและเครื่องรับสัญญาณของผู้ใช้ทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นในอินเดีย^{[ 32 ]}

กลุ่มดาวเทียมอยู่ในวงโคจรตั้งแต่ปี 2018 และระบบพร้อมใช้งานสำหรับสาธารณะในช่วงต้นปี 2018 ^{[ 33 ]} NavIC ให้บริการสองระดับ ได้แก่ "บริการระบุตำแหน่งมาตรฐาน" ซึ่งจะเปิดให้พลเรือนใช้งาน และ "บริการแบบจำกัด" (แบบเข้ารหัส ) สำหรับผู้ใช้ที่ได้รับอนุญาต (รวมถึงกองทัพ) มีแผนที่จะขยายระบบ NavIC โดยการเพิ่มขนาดกลุ่มดาวเทียมจาก 7 เป็น 11 ดวง^{[ 34 ]}

อินเดียมีแผนจะทำให้ NavIC เป็นระดับโลกโดยการเพิ่ม ดาวเทียม MEO อีก 24 ดวง NavIC ระดับโลกจะเปิดให้ประชาชนทั่วโลกใช้งานได้ฟรี^{[ 35 ]}

ระบบนำทางเป่ยโต่ว (BeiDou) สองรุ่นแรกของจีนถูกออกแบบมาเพื่อให้บริการครอบคลุมในระดับภูมิภาค

การเสริมประสิทธิภาพ GNSSเป็นวิธีการปรับปรุงคุณลักษณะของระบบนำทาง เช่น ความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความพร้อมใช้งาน โดยการบูรณาการข้อมูลภายนอกเข้าสู่กระบวนการคำนวณ ตัวอย่างเช่นระบบเสริมประสิทธิภาพพื้นที่กว้าง (Wide Area Augmentation System) , บริการซ้อนทับการนำทางด้วยดาวเทียมวงโคจรประจำที่ของยุโรป (European Geostationary Navigation Overlay Service) , ระบบเสริมประสิทธิภาพดาวเทียมอเนกประสงค์ ( Multi-functional Satellite Augmentation System) , GPS แบบดิฟเฟอเรนเชียล ( Differential GPS ) , การนำทางเสริมด้วยดาวเทียมวงโคจรประจำที่โดยใช้ GPS (GAGAN) และระบบนำทางเฉื่อย

ระบบดาวเทียม Quasi-Zenith (QZSS) เป็น ระบบ ถ่ายโอนเวลา ภูมิภาคแบบดาวเทียมสี่ดวง และเป็นส่วนเสริมสำหรับGPSครอบคลุมประเทศญี่ปุ่นและ ภูมิภาค เอเชีย-โอเชียเนียบริการ QZSS มีให้บริการในรูปแบบทดลองตั้งแต่วันที่ 12 มกราคม 2018 และเริ่มให้บริการอย่างเป็นทางการในเดือนพฤศจิกายน 2018 ดาวเทียมดวงแรกถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนกันยายน 2010 ^{[ 36 ]}ระบบนำทางด้วยดาวเทียมอิสระ (จาก GPS) ที่มีดาวเทียม 7 ดวง มีแผนจะเปิดให้บริการในปี 2023 ^{[ 37 ]}

ระบบEuropean Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) เป็นระบบเสริมความแม่นยำในการระบุตำแหน่งด้วยดาวเทียม (SBAS) ที่พัฒนาโดยองค์การอวกาศยุโรปและEurocontrolในนามของคณะกรรมาธิการยุโรปปัจจุบัน ระบบนี้ช่วยเสริมGPSโดยการรายงานความน่าเชื่อถือและความแม่นยำของข้อมูลตำแหน่ง และส่งข้อมูลแก้ไข ระบบนี้จะเสริมระบบ Galileoในเวอร์ชัน 3.0 ในอนาคต

EGNOS ประกอบด้วยสถานีตรวจสอบความสมบูรณ์ของการวัดระยะ 40 แห่ง ศูนย์ควบคุมภารกิจ 2 แห่ง สถานีภาคพื้นดินสำหรับการนำทาง 6 แห่ง เครือข่ายบริเวณกว้าง EGNOS (EWAN) และดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า 3 ดวง^{[ 38 ]}สถานีภาคพื้นดินจะตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลระบบนำทางด้วยดาวเทียมและถ่ายโอนไปยังดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า ผู้ใช้สามารถรับข้อมูลนี้จากดาวเทียมเหล่านั้นได้อย่างอิสระโดยใช้เครื่องรับที่รองรับ EGNOS หรือผ่านทางอินเทอร์เน็ต การใช้งานหลักอย่างหนึ่งของระบบนี้คือในด้านการบิน

ตามข้อกำหนด ความแม่นยำของตำแหน่งแนวนอนเมื่อใช้การแก้ไขที่ได้รับจาก EGNOS ควรดีกว่าเจ็ดเมตร ในทางปฏิบัติ ความแม่นยำของตำแหน่งแนวนอนอยู่ที่ระดับเมตร

ในอเมริกาเหนือ มีบริการที่คล้ายคลึงกันคือระบบ Wide Area Augmentation System (WAAS) ในรัสเซียคือระบบ System for Differential Corrections and Monitoring (SDCM) และในเอเชียคือระบบ Multi-functional Satellite Augmentation System (MSAS) ของญี่ปุ่น และระบบ GPS-aided GEO augmented navigation (GAGAN) ของอินเดีย

Galileoและ EGNOS ได้รับงบประมาณ 14.6 พันล้านยูโรสำหรับระยะเวลาการวิจัยและพัฒนา 6 ปี ตั้งแต่ปี 2021–2027 ^{[ 39 ]}

การใช้ระบบ GNSS หลายระบบสำหรับการกำหนดตำแหน่งผู้ใช้จะเพิ่มจำนวนดาวเทียมที่มองเห็นได้ ปรับปรุงการกำหนดตำแหน่งจุดที่แม่นยำ (PPP) และลดเวลาบรรจบกันโดยเฉลี่ย^{[ 48 ]} ข้อผิดพลาดในการวัดระยะทางสัญญาณในอวกาศ (SISRE) ในเดือนพฤศจิกายน 2019 คือ 1.6 ซม. สำหรับ Galileo, 2.3 ซม. สำหรับ GPS, 5.2 ซม. สำหรับ GLONASS และ 5.5 ซม. สำหรับ BeiDou เมื่อใช้การแก้ไขแบบเรียลไทม์สำหรับวงโคจรและนาฬิกาของดาวเทียม^{[ 49 ]}ค่าเฉลี่ย SISRE ของดาวเทียม BDS-3 MEO, IGSO และ GEO คือ 0.52 ม., 0.90 ม. และ 1.15 ม. ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับระบบนำทางด้วยดาวเทียมหลักทั้งสี่ระบบทั่วโลกซึ่งประกอบด้วยดาวเทียม MEO ค่า SISRE ของดาวเทียม BDS-3 MEO นั้นต่ำกว่า Galileo เล็กน้อย (0.4 ม.) สูงกว่า GPS เล็กน้อย (0.59 ม.) และสูงกว่า GLONASS อย่างเห็นได้ชัด (2.33 ม.) ค่า SISRE ของ BDS-3 IGSO อยู่ที่ 0.90 ม. ซึ่งเทียบเท่ากับ QZSS IGSO (0.92 ม.) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากดาวเทียม BDS-3 GEO เพิ่งถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศและยังทำงานในวงโคจรไม่สมบูรณ์ ค่า SISRE เฉลี่ยจึงแย่กว่าดาวเทียม QZSS GEO (0.91 ม.) เล็กน้อย^{[ 6 ]}

ระบบ Doppler Orbitography and Radio-Positioning Integrated by Satellite (DORIS) เป็นระบบนำทางที่มีความแม่นยำสูงของฝรั่งเศส ซึ่งแตกต่างจากระบบ GNSS อื่นๆ ตรงที่ใช้สถานีส่งสัญญาณแบบคงที่ทั่วโลก โดยมีตัวรับสัญญาณอยู่บนดาวเทียม เพื่อกำหนดตำแหน่งวงโคจรได้อย่างแม่นยำ ระบบนี้ยังสามารถใช้กับตัวรับสัญญาณเคลื่อนที่บนบกได้ด้วย แต่มีข้อจำกัดด้านการใช้งานและการครอบคลุม เมื่อใช้ร่วมกับระบบ GNSS แบบดั้งเดิม จะช่วยเพิ่มความแม่นยำของตำแหน่งให้ถึงระดับเซนติเมตร (และระดับมิลลิเมตรสำหรับการใช้งานด้านการวัดระดับความสูง และยังช่วยให้สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลที่เล็กน้อยมากของการหมุนและการเสียรูปของโลกได้) เพื่อสร้างระบบอ้างอิงทางธรณีวิทยาที่แม่นยำยิ่งขึ้น^{[ 50 ]}

เครือข่าย โทรศัพท์ดาวเทียมวงโคจรต่ำ (LEO) ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันสองเครือข่ายสามารถติดตามหน่วยรับส่งสัญญาณด้วยความแม่นยำเพียงไม่กี่กิโลเมตรโดยใช้การคำนวณการเลื่อนดอปเปลอร์จากดาวเทียม พิกัดจะถูกส่งกลับไปยังหน่วยรับส่งสัญญาณซึ่งสามารถอ่านได้โดยใช้คำสั่ง ATหรือ อินเทอร์เฟซผู้ใช้ แบบกราฟิก^{[ 51 ] [ 52 ]}นอกจากนี้ยังสามารถใช้โดยเกตเวย์เพื่อบังคับใช้ข้อจำกัดเกี่ยวกับแผนการโทรที่จำกัดตามภูมิศาสตร์ได้

สหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU) นิยามบริการดาวเทียมนำทางด้วยคลื่นวิทยุ ( RNSS ) ว่าเป็น " บริการดาวเทียมกำหนดตำแหน่งด้วยคลื่นวิทยุที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการนำทางด้วยคลื่นวิทยุบริการนี้อาจรวมถึงลิงก์ป้อนสัญญาณที่จำเป็นสำหรับการดำเนินงานด้วย" ^{[ 53 ]}

ระบบ RNSS ถือเป็นบริการเพื่อความปลอดภัยในชีวิตและเป็นส่วนสำคัญของการนำทางซึ่ง ต้องได้รับการปกป้องจากการรบกวน

ระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุสำหรับการบินโดยใช้ดาวเทียม ( ARNSS ) – ตามมาตรา 1.47ของข้อบังคับวิทยุ (RR ) ของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU ) ^{[ 54 ]} – ถูกกำหนดให้เป็น « บริการนำทางด้วยคลื่นวิทยุซึ่ง มี สถานีภาคพื้นดินอยู่บนเครื่องบิน »

บริการนำทางด้วยดาวเทียมทางทะเล ( MRNSS ) – ตามมาตรา 1.45ของข้อบังคับวิทยุ (RR ) ของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU ) ^{[ 55 ]} – ถูกกำหนดให้เป็น « บริการ นำทางด้วยดาวเทียม ซึ่งมีสถานีภาคพื้นดินอยู่บนเรือ »

ข้อบังคับวิทยุของ ITU (มาตรา 1) จำแนกประเภทบริการ การสื่อสารทางวิทยุ ไว้ดังนี้:

• บริการตรวจวัดด้วยคลื่นวิทยุ (มาตรา 1.40)
• บริการตรวจวัดด้วยคลื่นวิทยุผ่านดาวเทียม (มาตรา 1.41)
• บริการนำทางด้วยคลื่นวิทยุ (มาตรา 1.42)
  • ระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุ-ดาวเทียม (มาตรา 1.43)
  • บริการนำทางด้วยคลื่นวิทยุทางทะเล (มาตรา 1.44)
    • บริการนำทางด้วยคลื่นวิทยุทางทะเล (มาตรา 1.45)
  • บริการนำทางด้วยคลื่นวิทยุสำหรับการบิน (มาตรา 1.46)
    • บริการนำทางด้วยคลื่นวิทยุสำหรับการบินโดยใช้ดาวเทียม (มาตรา 1.47)

ตัวอย่างการใช้งาน RNSS

• ระบบเสริมความแม่นยำGNSS
• การเฝ้าระวังแบบพึ่งพาอัตโนมัติ – การออกอากาศ
• ระบบนำทางด้วยดาวเทียมเป่ยโต่ว (BDS)
• กาลิเลโอระบบระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของยุโรป
• ระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก (GPS) พร้อมด้วยระบบระบุตำแหน่งเชิงอนุพันธ์ (DGPS)
• โกลนาส
• นาวิก
• ระบบดาวเทียมกึ่งสุดยอด (QZSS)

การจัดสรรคลื่นความถี่วิทยุเป็นไปตามมาตรา 5ของข้อบังคับวิทยุของ ITU (ฉบับปี 2012) ^{[ 56 ]}

เพื่อปรับปรุงความสอดคล้องในการใช้คลื่นความถี่ การจัดสรรบริการส่วนใหญ่จึงถูกรวมไว้ในตารางการจัดสรรและการใช้คลื่นความถี่ระดับชาติ ซึ่งอยู่ภายใต้ความรับผิดชอบของหน่วยงานบริหารระดับชาติที่เกี่ยวข้อง การจัดสรรมีดังนี้:

• หลัก: ระบุโดยการเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่
• รอง: ระบุด้วยตัวอักษรเล็ก
• การใช้งานเฉพาะบุคคลหรือการใช้งานร่วมกัน: ขึ้นอยู่กับความรับผิดชอบของฝ่ายบริหาร

การกำหนดตำแหน่ง การนำทาง และการกำหนดเวลาทางเลือก ( AltPNT ) หมายถึงแนวคิดที่เป็นทางเลือกแทน GNSS ทางเลือกดังกล่าวได้แก่: ^{[ 57 ]}

• ระบบนำทางเฉื่อย (INS)
• อีโลแรน
• ระบบนำทางตามภูมิประเทศ (TBN)
• ระบบกำหนดตำแหน่งด้วยภาพ (VPS)
• ไลดาร์

• สำนักงานกิจการอวกาศแห่งสหประชาชาติ (2010) รายงานเกี่ยวกับระบบนำทางด้วยดาวเทียมระดับโลกและระดับภูมิภาคในปัจจุบันและที่วางแผนไว้ และระบบเสริมความ แม่นยำด้วยดาวเทียม

• ข้อมูลจาก ESA เกี่ยวกับ EGNOS
• ข้อมูลเกี่ยวกับระบบเป่ยโต่ว
• หลักการพื้นฐานของระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก

• คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลกแห่งสหประชาชาติ (ICG)
• การประชุม GNSS ของสถาบันการนำทาง (ION)
• บริการระบบนำทางด้วยคลื่นความถี่สากล (IGS)
• สมาคมระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลกนานาชาติ (IGNSS)
• บริการระบบการหมุนและการอ้างอิงโลกสากล (IERS) บริการ GNSS สากล (IGS)
• คณะกรรมการบริหารแห่งชาติสหรัฐอเมริกาด้านการกำหนดตำแหน่ง การนำทาง และการกำหนดเวลาจากอวกาศ
• วงโคจรของดาวเทียมระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก (GPS) ในระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก (GPS) ของสำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• การปรับปรุงระบบ GNSS ของ UNAVCO
• ทีมงานดำเนินการระบบ GNSS ของความร่วมมือทางเศรษฐกิจเอเชียแปซิฟิก (APEC)

• การจำลอง GPS และ GLONASS ( แอปเพล็ต Java ) การจำลองและการแสดงผลกราฟิกของการเคลื่อนที่ของยานอวกาศ รวมถึงการคำนวณDOP
• แนวคิดเชิงลึกเกี่ยวกับ GPS, GNSS, ธรณีวิทยา และการนำทาง

• การประชุมเชิงปฏิบัติการกำหนดความท้าทายด้านการกำหนดตำแหน่ง การนำทาง และการกำหนดเวลาทางเลือกของ USSF
• บริษัทสตาร์ทอัพวางแผนกลยุทธ์เพื่อเสริมหรือสำรองข้อมูล GPS
• แข่งขันกับข้อเสนอพื้นที่ว่างฟรีของรัฐบาลสหรัฐฯ