全球卫星定位系统(GPS)

   

 

    卫星导航定位指利用卫星导航定位系统提供的位置、速度、时间等信息来完成对地球各种目标的定位、导航、监测和管理。

    像美国的全球卫星定位系统(Global Positioning System),它的空间部分是由24颗卫星组成的,每颗卫星都不断发出测距信号和导航电文;地面上的接收机接收到卫星发出的信号,可以测定接收机天线到导航卫星间的距离,并解算导航电文得到卫星空间坐标。一般来说需要同时接收4颗卫星的信号,经过解算便能确定接收者所处的位置、行进速度等。定位卫星发出的信号覆盖全球,而且不易受天气影响,因此能全天候、全天时对地球上任何地方、无论是移动的还是固定的目标进行导航定位。全球定位系统属于美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。该系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星组成卫星星座。21+3 颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为 11 小时 58 分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为 55 度。卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形( DOP )。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。 

  全球卫星导航系统拥有军用和民用两种功能。目前,世界上卫星导航定位系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、我国的北斗卫星导航定位系统以及欧洲在建的Galileo系统。每个系统都有着各自的应用特点。

  上世纪70年代,美国和俄罗斯在开发GPS和GLONASS 时,更在意的是这种存在的军事用途。随着美国GPS在民用方面的出色表现,全球卫星导航系统的商业价值逐渐被重新认识,到2005年,全球GPS市场已经达到310亿美元,其中55%的份额在美国国外。而俄罗斯的GLONASS由于缺少经费,目前在轨星只有6颗可用,不能独立组网,只能与GPS联合使用。

  欧盟在2000年初开始建造民用的“伽利略”全球卫星导航系统,并采取开放的国际开发模式。欧盟正在计划建设伽利略系统,它的空间部分将由30颗卫星组成。

  目前,世界上大多数国家的卫星导航应用都是建立在美国的GPS之上。如果一旦发生大规模战争,美国关闭卫星,那很多国家也就只能坐等挨打。早在海湾战争时,美国就曾置欧盟各国利益于不顾,一度关闭对欧盟的GPS服务。因此,赵耀升说:“中国这样的大国,必须有自主的卫星导航系统。这就是建立‘北斗’系统的另一个意义。”

  “我国目前正在使用的是‘北斗一号’卫星导航系统,它能够完成我国以及周边区域内的卫星导航定位,而现在正在研制‘北斗二号’导航卫星,它一旦成功,将实现全球卫星信号的覆盖,我们的生活将受益更多。”

北斗系统空间部分是由2颗工作星和1颗备用星组成,其定位原理与全球卫星定位系统有所不同。北斗系统能覆盖整个中国及周边地区,不仅投资少,而且拥有通信功能,全球卫星定位系统则没有,更重要的是北斗系统是我国自主的卫星导航系统。把国防应用建立在别国的卫星导航系统上是不可靠的。

  卫星导航系统最初是用于军事领域,美国和俄罗斯都是如此,如用于核潜艇远洋定位、导弹导航等。第一次海湾战争,美国用全球卫星定位系统解决了在沙漠中定位的问题,而在这次伊拉克战争中,美国98%的武器都用了全球卫星定位系统。自从1995年全球卫星定位系统向民用开放后,迅速应用到各个领域,其应用大大超出了当初人们的想象。

   

 

 

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