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最新GPS研究和使用报告
2007-03-07 15:02:44  出处:快科技 作者:DC 编辑:DC     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

[GPS源于军用]

GPS是Global Position System(全球定位系统)的缩写,这个系统是美国国防部从上世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统。这个庞大尖端的系统大致上是分三个阶段实施的,第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准。第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成,今后将根据计划更换失效的卫星。

GPS这个最尖端的系统,要解决的却是“定位和导航”这个几乎全程伴随人类历史的古老需求。在卫星定位系统出现之前数千年里,人类发展了各种各样的定位导航技术,从最为古老的目视法(因为这个方法需要的唯一仪器就是人的眼睛),到后来利用烟火、反光、星象、罗盘,技术在一步步前进,人类踏足的地方也就越来越远,在GPS产生之前,最先进的导航系统是无线电导航系统,比较典型的有:
●罗兰--C:工作在100KHZ,由三个地面导航台组成,导航工作区域2000KM,一般精度200-300M。
● Omega(奥米茄):工作在十几千赫。由八个地面导航台组成,可覆盖全球。精度几英里。
●多卜勒系统:利用多卜勒频移原理,通过测量其频移得到运动物参数(地速和偏流角),推算出飞行器位置,属自备式航位推算系统。误差随航程增加而累加。

其实,GPS并不是第一个使用卫星定位的系统,最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统(Transit),1958年研制,64年正式投入使用。这个系统卫星数目太小(5-6颗),运行高度太低(平均1000公里),从地面站观测到卫星的时间隔太长(平均1.5小时),因而它无法提供连续的实时三维导航,而且精度较低。为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求。1973年美国国防部制定了GPS计划。

简单说,GPS最基本也是最重要的功能,是在广达5.1亿平方公里的巨大地球的表面上(其中海洋占去70%以上,剩下的陆地面积人迹罕至的部分又占去70%以上),给任意一个物体定位,由此而来,衍生了测速、轨迹描绘、导航、防盗反劫、服务救援、远程监控等等重要的应用。说来有点不可思议,这么重要应用范围如此广泛的一个系统,最初投入上百亿美金进行研发制造的人,目标只是为了军用,直到最近几年才开始为广大人民服务。虽然GPS采用了卫星定位技术为依托的最尖端科技,但是它的基本原理并不复杂,其实简直很古老,那就是从欧几里得时代以来人们已经掌握的三角定位法。

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