全球定位系统是怎么来的?
战国时期,我国发明了指南针,从此它便 被广泛应用于航海中,以辨别方向。不久,指
南针传到国外,也备受欢迎。1000多年过去 了,科技越来越发达,指南针被更先进的仪器 所代替,它就是神通广大的全球定位系统。
全球定位系统的英文名字是“Global
Po¬sition System” , 简称 GPS 系统。该系 统是以 卫星为基础的无线电导航定位系统,它能测
出地球上任意一点的精确坐标,包括精确的 时间、经度、纬度和误差在1米之内的速度定 位,GPS系统代替了古老的指南针,被人们赞
誉为“电子指南针”。
GPS全球定位系统是继“阿波罗登月飞 船”和“航天飞机”之后美国第三大航天工程...全部
战国时期,我国发明了指南针,从此它便 被广泛应用于航海中,以辨别方向。不久,指
南针传到国外,也备受欢迎。1000多年过去 了,科技越来越发达,指南针被更先进的仪器 所代替,它就是神通广大的全球定位系统。
全球定位系统的英文名字是“Global
Po¬sition System” , 简称 GPS 系统。该系 统是以 卫星为基础的无线电导航定位系统,它能测
出地球上任意一点的精确坐标,包括精确的 时间、经度、纬度和误差在1米之内的速度定 位,GPS系统代替了古老的指南针,被人们赞
誉为“电子指南针”。
GPS全球定位系统是继“阿波罗登月飞 船”和“航天飞机”之后美国第三大航天工程 美国国防部投资200亿美元,花了近20年时 间来研制它。专门为配合飞机、导弹、船只和 士兵运动的军用定位和导航系统,是目前世 界上最先进的卫星导航系统。
GPS全球定位 的成功研制和使用把传统的导航定位技术一 下推进到了电子信息导航的新时代。
GPS系统主要由3大部分组成,它们是 导航卫星、地面监控站和GPS用户接收机。 导航卫星由24颗卫星组成一个卫星星座,均 匀地分布在围绕地球的6个轨道平面上,与 地球同步运行,其中21颗是工作卫星,3颗为 备份卫星。
地球上任意一个地方至少能同时 观测到4颗卫星。在20810千米的高空,每颗 卫星上都装有7万年误差不超过1秒的原子 钟和一台遥测发射机。它把有关卫星的遥测 数据发向地球,同时也把来自地球的与导航 定位有关的各种信息接收进去。
地面监控站
承担对卫星发射和导航信号的观测任务,由 设在科罗拉多斯平士的联合空间执行中心的 主控站和3个分设在大西洋、印度洋和太平
洋美军基地的注入站、监测站组成,并将计算 机中各颗卫星的星历和导航电文发射到卫星 上,把卫星上的导航数据进行更新。
GPS用
户接收机则由天线、接收器、数据处理器和显 示屏组成,外形就像一台重量仅有800克的 小型计算器。它是一台多信道单向接收设
备,能够24小时不间断地提供全球定位服 务。同时,它的性能非常好,既能抗振动、抗 湿气、抗沙暴,又能抗电磁干扰。
经过改良,
目前GPS军用定位精确度已经达1米。
1991年美国部队把7000多台GPS接收
机运用在海湾战争中。飞机、坦克、导弹在 GPS的导航下,弹无虚发,命中率大大提高, 从而使得大片的伊拉克固定或移动军事目标
像一个个棋子一样落人美军计划好的棋 盘中。
全世界的军事专家通过海湾战争都认识
到GPS系统的神奇威力。一些国家纷纷制订
计划,准备配备GPS系统来提高自己的战斗 力。而美国五角大楼则制定了内外有别的 GPS政策,只应用在美国及盟国的军事部门 和特许的民用部门,为精密定位,服务使用P 码,定位精度约1〜3米。
对外向全世界开放 标准定位服务,使用C/A,定位精度100米左 右的误差是故意制造的。显而易见,美国是 害怕其他国家在GPS系统方面的发展会威胁 和削弱它的霸主地位
标准定位服务被广泛应用在海洋捕鱼、 海洋船队监控、远洋轮船导航、飞机导航、地
质勘探等工作中。
。由于标准定位误差很大, 在工作过程中常常造成不必要的损失。于 是,静态的测地型GPS接收机应运而生。紧 接着又研究出动态差分GPS接收技术,把物 体在运动状态下的定位精度从100米提高到 1厘米。
所谓差分GPS系统就是固定的卫星
基准站进行GPS观测。通过已知的基准站精 密坐标,把基准站到卫星的真正距离计算出 来,再修正接收到的GPS误差定位信息并发 送出去。用户把定位信息和修正数值一起接 收,再对误差信号进行修正,计算出用户的精 确位置。
从此,像标准定位服务那样出现的
误差,几乎没有了。差分GPS最早应用在海 洋和内河航运方面。我国海岸线辽阔,航运 事业发达,每天进进出出的远洋船舶和各国
的远洋货轮繁多,非常需要准确的导航。在 海面能见度很低时,船舶的导航尤为重要。
现在只要把GPS接收机安装在船舶驾驶舱进
行差分GPS定位,自动导航就实现了。
最近几年,GPS还被活跃地应用在地面
车辆的定位监控上。我国公安部门和科技单 位合作,成功地开发出为银行运钞车监控用 的车载GPS定位跟踪系统。
他们把GPS系统 与电子地图地理信息系统以及集群无线通信 系统相结合,使得该系统能同时监控75辆银
行运钞车和50辆警车,系统监控能力达600 辆。这样,运钞车在工作时就安全多了,不论
出现什么情况,都会及时地采取措施。
出租车的客运调度、工程抢修车、特快专递车、城 市急救车、消防车等都可以运用车载GPS系
统来提高工作效率。GPS与电子地图相结 合,成为计算机化的电子地图,使汽车驾驶员 轻而易举地知道自己在哪里,成了“永不迷
路”的向导。
GPS汽车导航系统与移动电话结合使 用,能够访问因特网上一些Web站。它的内
容与导航密切相关,能让你在很短时间内了 解你所处的环境,以及所需要的服务信息。
令人难以置信的是,GPS系统能对农作
物的精耕细作起到极大的推动作用。
运用了 GPS全球卫星定位系统接收器,一位农民能 够改变千百年来日耕夜息的习惯,在农作物
生长最旺盛的夜晚工作而毫无差错。在21 世纪,全球卫星定位系统将被安装在自来水 管道、煤气管道、通信线路和电力网上。
到
时,无论哪条管线发生故障,服务部门的人员 都会及时发现并且迅速赶到出故障地点去排 除。83秒的接警反应记录就是美国利用全球
卫星系统首创的。目前,我国地质测绘、航空 拍照、飞机导航、防治虫害、长途运输、无线寻 呼等领域也应用了 GPS。
全球定位系统已渐渐地在生活的各个方 面被运用,它就像一个电子指南针一样,给人
的生活和工作带来了很多方便。收起