В настоящее время используются две спутниковые системы определения координат: американская система NAVSTAR – «Навигационная спутниковая система измерения времени и расстояния» (Navigation Satellite system providing Time And Ranging) и российская система ГЛОНАСС – «ГЛОобальная НAвигационная Спутниковая Система». Систему NAVSTAR называют также GPS (Global Positioning System).
В состав спутниковой системы NAVSTAR (развернута в 1996 году) входят 24 искусственных спутника Земли (основных), находящихся на 6 различных круговых орбитах, расположенных под углом 60° друг к другу. Период обращения спутника вокруг Земли – 12 часов. На борту спутника установлены атомные часы (точность 10-9 с) Что значит эта точность? Может наносекунды? Убегание за какой период?, вычислительно-кодирующее устройство и передатчик мощностью 50 Вт.
Ранее основным источником ошибок было наличие, т.н. режима "ограниченного доступа", в рамках которого в сигналы спутника вводилась погрешность для предотвращения несанкционированного использования системы в военных целях. С 1 мая 2000 года режим "ограниченного доступа" отключён. Сегодня источниками погрешности являются только неудачная геометрия взаимного расположения спутников, многолучевое распространение радиосигналов (влияние переотраженных радиоволн на приемник), ионосферные и атмосферные задержки сигналов.
ГЛОНАСС – государственная система, разработанная для нужд Министерства обороны России и гражданского использования. Полная орбитальная структура системы ГЛОНАСС (также как NAVSTAR-GPS) состоит из 24[1] спутников, размещенных в трех орбитальных плоскостях на высоте 19100 км (18840 – 19440 км). Орбитальные плоскости разнесены относительно друг друга на 120° по абсолютной долготе. Номинальные расстояния между соседними спутниками ГЛОНАСС в орбитальной плоскости по аргументу широты составляют 45°. Максимальные уходы спутников относительно идеального положения в орбитальной плоскости не превышают 5° на интервале 5 лет.
Такая конфигурация орбитальной структуры позволяет обеспечивать глобальную и непрерывную зону действия системы, а также оптимальную геометрию взаимного расположения спутников для повышения точности определения координат.
В настоящее время рынок спутниковой навигации поделен между американской системой NAVSTAR-GPS и российской ГЛОНАСС. Европа использует американскую систему позиционирования.
Однако европейские страны пришли к выводу о необходимости проведения независимой политики в области спутниковой навигации и создания собственной спутниковой навигационной системы. Такой системой является система Galileo. В отличие от своих конкурентов NAVSTAR-GPS и ГЛОНАСС, контролируемых военными, программа Galileo будет полностью гражданской (в 2008 году парламент ЕС принял резолюцию «Значение космоса для безопасности Европы», согласно которой допускается использование спутниковых сигналов для военных операций, проводимых в рамках европейской политики безопасности).
Наземная инфраструктура Galileo включает станции телеметрического контроля и управления орбитальной группировкой, объединенные в единую сеть глобального мониторинга.
Помимо стран Европейского союза в проекте участвуют: Китай, Израиль, Южная Корея, Украина и Россия. Ведутся переговоры с представителями Аргентины, Австралии, Бразилии, Чили, Индии, Малайзии. Ожидается, что Galileo войдёт в строй в 2014–2016 годах, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников – 27 операционных и 3 резервных (в NAVSTAR-GPS и ГЛОНАСС по 24 операционных спутника).
Спутники Galileo будут выводиться на орбиты высотой 23222 км (или 29600,318 км от центра Земли), проходя один виток за 14 ч 4 мин и 42 с и обращаясь в трех плоскостях, наклонённых под углом 56° к экватору, что обеспечит одновременную видимость из любой точки земного шара, по крайней мере четырёх аппаратов. Временна́я погрешность атомных часов, установленных на спутниках, составляет одну миллиардную долю секунды, что обеспечит точность определения места приёмника около 30 см на низких широтах. За счёт более высокой, чем у спутников других GPS орбиты, на широте Полярного круга будет обеспечена точность до одного метра.
Каждый аппарат Galileo весит около 700 кг, его габариты со сложенными солнечными батареями составляют 3,02×1,58×1,59 м, а с развёрнутыми – 2,74×14,5×1,59 м, энергообеспечение равно 1420 Вт на солнце и 1355 Вт в тени. Расчетный срок эксплуатации спутника превышает 12 лет.
Навигационный комплекс системы Galileo значительно проще, чем у спутников NAVSTAR-GPS и ГЛОНАСС. Улучшение характеристик обслуживания в определенном географическом регионе достигается с помощью дополнительного спутника. Он должен излучать сигнал на определенной частоте и будет доступен на большей части поверхности Земли. Благодаря передаче дополнительных навигационных сигналов улучшаются показатели доступности, а передача информации о целостности самих навигационных сообщений увеличивает достоверность принимаемых данных.
Каждый навигационный спутник Galileo будет излучать по два шумоподобных радиосигнала: в нижней и верхней части выделенного диапазона. Для общедоступных услуг будут использоваться два сигнала со скоростью передачи 2-4 Мбит/c. Два других сигнала будут передаваться с более высокой скоростью и предназначены для обслуживания пользователей на коммерческой основе.
Предполагается обеспечить скорость передачи навигационных сообщений не ниже 1000 бит/с (для передачи только навигационных данных, позволяющих вычислить местоположение, достаточно 50 бит/с – как в системе NAVSTAR-GPS).
[1] Группировки спутников начали формировать в 2006-2007 годах. К 2012 году на орбиту вывели 31 спутник. 24 спутника – основных, по 8 в трех разных плоскостях. 7 спутников запасных: три из них сейчас в резерве, три выведены на техобслуживание, один испытывается.