GPS的歷史背景:

  GPS(GlobalPositioningSystem)是“全球定位系統”的簡稱,原本是美國國防部為其星球大戰計劃投資100多億美元建立的,其作用是為美軍方在全球的艦船、飛機導航並指揮陸軍作戰。在海灣戰爭中,湧現了大量高科技裝備,GPS全球衛星定位系統則是使用最為廣泛的一種。

  GPS全球定位系統是一項工程浩繁、耗資巨大的工程,被稱為繼阿波羅飛船登月、航天飛機之後的第三大空間工程。海灣戰爭期間,GPS系統尚未完全建成,但初步使用已顯神威。隨著1993年GPS太空衛星網的完全建成,其應用領域不斷擴大。美國1994年宣布在10年內向全世界免費提供GPS全球定位系統的使用權,使世界各國爭相利用這一系統。1996年2月29日,美國政府正式宣布將GPS開放為軍民兩用系統,但仍實行SA(可用性選擇)政策,故意劣化定位精度,使民用用戶的應用受到限製。直到2000年5月1日,美國總統宣布將SA置為零,這無疑在很大程度上促進了民用GPS應用的發展和普及。

  GPS業界流行這樣一句話,“GPS的應用只受到人們想象力的限製”。目前GPS的民用領域已經包括了陸地運輸、海洋運輸、民用航空、通信、測繪、建築、采礦、農業、電力系統、醫療應用、科研、家電、娛樂等等。如今,GPS的定位精度範圍已從10m級達到mm級。

  GPS是美國國防部發射的24顆衛星組成的全球定位、導航及授時系統。GPS之所以能夠定位導航,是因為每臺GPS接收機無論在任何時刻,在地球上任何位置都可以同時接收到最少4顆GPS衛星發送的空間軌道信息。接收機通過對接收到的每顆衛星的定位信息的解算,便可確定該接收機的位置,從而提供高精度的三維(經度、緯度、高度)定位導航及授時信息。

  從整體上說,GPS主要由三大部分組成:空間部分、控製部分、用戶部分。空間部分由衛星星座構成,控製部分由地面衛星控製中心進行管理;用戶部分則由軍用和民用研發廠商開發、銷售、服務。空間部分和控製部分目前均由美國國防部掌握。

  據美國商務部統計,2000年全球GPS用戶機的年銷售額為80-90億美元。到2003年,GPS民用產品將超過160億美元。可以毫不誇張地說,到達2010年以後,GPS的應用產品將逐漸成為人們日常生活中不可缺少的一部分,也是各類產品研發的基礎平臺。

  無論從軍事競爭的需要還是民用的需求分析,GPS皆已引起世界各國決策領導層的關心,他們都意識到,誰能擁有覆蓋全球的GPS星際衛星網和GPS控製網絡,誰就大大增強了國家基礎實力和擁有了巨大的商業市場。前蘇聯早在1982年就開始建立自己的全球衛星定位系統(GLONASS),後來俄羅斯繼續執行這一系統工程計劃,盡管前幾年經濟不太景氣,也仍發射了9顆屬於GLONASS系統的全球導航衛星。而歐洲也加快步伐籌建自己的全球導航衛星系統----Galileo系統。

  GPS的發展:

  在衛星定位系統出現之前,遠程導航與定位主要用無線導航系統。

  1、無線電導航系統

  ●羅蘭--C:工作在100KHZ,由三個地面導航臺組成,導航工作區域2000KM,一般精度200-300M。

  ●Omega(奧米茄):工作在十幾千赫。由八個地面導航臺組成,可覆蓋全球。精度幾英裏。

  ●多蔔勒系統:利用多蔔勒頻移原理,通過測量其頻移得到運動物參數(地速和偏流角),推算出飛行器位置,屬自備式航位推算系統。誤差隨航程增加而累加。

  缺點:覆蓋的工作區域小;電波傳播受大氣影響;定位精度不高

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