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      GPS――全球衛星定位系統(一)_資料_環天世紀/HTGNSS

      2016-05-02 21:55:16 環天世紀HTGNSS 閱讀
      環天世紀/HTGNSS資料】

      GPS即全球定位系統(Global Positioning System)。簡單地說,這是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。這個系統可以保證在任意時刻,地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星,以保證衛星可以采集到該觀測點的經緯度和高度,以便實現導航、定位、授時等功能。這項技術可以用來引導飛機、船舶、車輛以及個人,安全、準確地沿著選定的路線,準時到達目的地。
      全球定位系統(GPS)是20世紀70年代由美國陸??杖娐摵涎兄频男乱淮臻g衛星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和全球性的導航服務,并用于情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20余年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年3月,全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。
      GPS全球衛星定位系統由三部分組成:空間部分―――GPS星座;地面控制部分―――地面監控系統; 用戶設備部分―――GPS 信號接收機。

      GPS的前身
      GPS系統的前身為美軍研制的一種子午儀衛星定位系統(Transit),1958年研制,64年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作,每天最多繞過地球13次,并且無法給出高度信息,在定位精度方面也不盡如人意。然而,子午儀系統使得研發部門對衛星定位取得了初步的經驗,并驗證了由衛星系統進行定位的可行性,為GPS系統的研制埋下了鋪墊。由于衛星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。為此,美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球定位網計劃,并于67年、69年和74年各發射了一顆試驗衛星,在這些衛星上初步試驗了原子鐘計時系統,這是GPS系統精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃,這些衛星中除1顆采用同步軌道外其余的都使用周期為24h的傾斜軌道 該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衛星測距信號,其強大的功能,當信號密度低于環境噪聲的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS系統得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用于為艦船提供低動態的2維定位,空軍的計劃能供提供高動態服務,然而系統過于復雜。由于同時研制兩個系統會造成巨大的費用而且這里兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的,所以1973年美國國防部將2者合二為一,并由國防部牽頭的衛星導航定位聯合計劃局(JPO)領導,還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多,包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。

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