回顾全球导航卫星系统的发展史，我们不能不提起人类的第一颗人造地球卫星。1957年10月4日，当时的苏联发射了全世界第一个人造地球卫星(斯普特尼克一号)，正式宣告地球进入了航天时代。
在苏联发射卫星后，美国的科学家也正式开始对这颗人造卫星的信号进行接收研究。数学家比尔·盖伊以及物理学家乔治·威芬巴赫在研究苏联的这颗人造地球卫星信号以及其轨道时发现，信号的频率发现了偏移。
根据这个研究，发现这是相对运动引起的多普勒频移效应。卫星相对于地面接收机的运动速度是在变化的，两者靠近和远离时，会出现由于频率增加和减少导致的运动多普勒频率变量由正至负的变化。根据多普勒定位原理，研究人员创造了“子午仪”（TRINSIT）导航卫星系统，并可以根据多普勒测量结果确定卫星的运动速度，而求出卫星与接收机之间的距离。
01第一代全球导航卫星系统
第一代全球导航卫星系统，又名为子午仪( Transit)系统。因为卫星的轨道与赤道的夹角为90度，卫星沿着地球的子午线作南北向运动，因此该星座被称为“子午仪”系统。同时，由于系统的研发到落地运行都离不开美国海军的支持，因此这套子午仪系统又被称作为美国海军卫星导航系统(Navy Navigation Satellite System,NNSS)。
1964年系统建成后，主要用于美国北极星核潜艇的导航定位，后逐步用于其它各种舰艇的导航定位。1967年系统解密，提供民间商业用途。
“子午仪”是世界上第一套卫星定位系统，具有划时代的意义。
由于是第一代的全球导航卫星系统，存在着系统卫星数目少，仅6颗；卫星运行高度低，约1000公里，定位时间长且精度低，难以满足飞机、导弹等高动态导航定位要求。
02第二代全球卫星导航系统
为了弥补第一代全球卫星导航系统的不足，美国国防部开始研发新一代具有全能性(陆地、海洋、航空)、全球性、全天候、实时性、高精度的导航定位和授时系统。
与第一代的系统相比，第二代的全球卫星导航系统，即GPS系统，卫星轨道更高，卫星数量更多，工作频率更高，而且定位原理为基于到达时间估计的三球交会原理，而不是基于多普勒定位原理，并且实现了实时动态定位。
实际上，现有的四大全球系统，按照系统的主要特征，均属于第二代的卫星导航系统。第二代卫星导航系统的特征是，定位信号是用广播方式发布，所以能够有无限多个用户，也就是说用户数量不受限制。用户机可免发上行信号，不再依靠中心站数字高程图处理或由用户提供高程信息，而直接接收卫星单程测距信号自己定位，用户位置的隐蔽性提高。
不过严格上来讲，北斗相比其他三个全球系统，北斗系统还具有短报文的功能，已经具备了第三代导航卫星系统的基本特征，即导航+通信。
目前，全球提供GNSS服务（导航、定位、授时）的一共有6个国家，除了我们熟知的BDS、GPS、GLONASS、Galileo四大系统，还有日本的QZSS以及印度的IRNSS。
北斗系统：北斗系统服务方式有开放服务和授权服务两种。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。GPS系统：定位精度分两级。精密定位仅给授权用户服务，定位精度在水平方向分量为1米，数据的概率为95%；标准定位免费为世界范围内民用用户服务，定位精度在水平方向分量为10米，数据的概率为95%。GLONASS系统：定准精度，水平方向16米，高程方向为25米。GALILEO系统：定位精准度，水平方向4米，高程方向8米。QZSS系统：兼具导航定位、移动通信和广播功能的卫星系统，旨在为在日本上空运行的美国GPS卫星提供“辅助增强”功能。IRNSS系统：定位精度，在印度洋区域优于20米，在印度本土及邻近国家定位优于10米。03北斗一号、二号、三号的发展阶段
1994年，中国启动了北斗卫星导航系统的建设并按照“三步走的发展战略稳步推进。第一步，北斗卫星导航试验系统(1994-2003)，又称北斗一号，形成区域有源服务能力。第二步，北斗区域卫星导航系统(2004-2012)，又称北斗二号，形成区域无源服务能力。第三步，北斗全球卫星导航系统(2013-2020)，又称北斗三号，形成全球无源服务能力。
截至目前，北斗三号全球卫星导航系统已经完成组网并建成开通半年多的时间，下一步，北斗系统该如何升级将会是一个重点。
北斗系统建设前后跨度约20年。二十年间，许多系统的技术有着显著的进步，且在北斗的建设过程中，北斗人也收获了不少宝贵的经验和感悟。下一步的北斗现代化，既是与未来技术发展趋势的呼应，也是进一步跨越发展的基础。
接下来的北斗建设还是有着许许多多的难题等着研究和攻克，比方说信号稳定性的问题，如何保障一年365天无间断保持信号；卫星的寿命问题；北斗二号与北斗三号的交接；抗干扰防欺骗等等；以及世界性的难题，环境段等等的问题，都需要北斗的创新与开拓。
04新一代的全球卫星导航系统应该是什么样的？
上文有提到，第三代的全球卫星导航系统应该是兼具导航与通信功能的。这是因为未来的GNSS系统，将更加贴近用户，与现代通信系统的融合是趋势。
可以预想有三种可能：
结合型，卫星导航作为传感器获得的定位信息，结合地面运控段的通信基站，通过通信系统的传输手段，传送给相关的对象，如北斗兼具通信与定位的特性，就比以往的全球卫星导航系统有更大的用武之地；辅助型，卫星导航利用无线电通信网络，通过通信网络提供的附加的时间、位置以及其他信息，协助导航接收机实现快速定位，尤其是减灾救灾、海事救援、等等位置服务中发挥特别有效的作用。融合型，将无线电通信系统也作为定位手段与卫星导航相融合，让卫星与5G、物联网、工业互联网、低轨卫星互联网等为代表的通信网络基础相结合，实现室内外定位的高精度，实现无处不在、无时不在、无所不在的所谓泛在定位导航授时。可以这样说，通信只有导航支持才可以实现位置服务，而导航有了通信的配合才能如虎添翼。这也是新一代GNSS系统该有的样子。
