GPS發(fā)展史

美國全球定位系統GPS GPS于60年代末開(kāi)始研制，1973年系統方案正式誕生，1994年建成實(shí)用衛星導航系統，耗資120多億美元。系統由空間段、地面段和用戶(hù)段三大部分組成。衛星星座由分布在6個(gè)軌道面上的24顆衛星組成，目前在軌衛星27顆。GPS由美國國防部控制，可提供軍民兩種服務(wù)。軍碼定位精度10米，僅供美軍及盟友使用；民碼定位精度20米左右，平時(shí)向全球開(kāi)放，戰時(shí)能實(shí)施局部關(guān)閉。GPS在海灣戰爭中特別是科索沃戰爭中，對空中平臺導航、武器發(fā)射瞄準、精確制導、打擊目標定位等重要作戰環(huán)節都起到了難以替代的關(guān)鍵作用。 該系統是目前最成功的衛星導航系統，在實(shí)際應用和產(chǎn)業(yè)化上處于國際壟斷地位。GPS已經(jīng)成為一個(gè)國際性的產(chǎn)業(yè)。尤其是從2000年5月1日24點(diǎn)開(kāi)始，美國宣布中止了SA政策，促使GPS產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個(gè)更加高速增長(cháng)的時(shí)期。“GPS應用只是受到人們想象力的限制”。

70年代初，前蘇聯(lián)國防部也提出了全球導航星系統（GLONASS）的方案設想，1978年開(kāi)始系統設計，1995年系統組網(wǎng)成功并投入運營(yíng)，建設耗資40多億美元。系統星座由分布3個(gè)軌道面上的24顆衛星組成，俄軍方控制。GLONASS在系統組成、定位測速原理等方面類(lèi)似于GPS，但在一些具體技術(shù)體制上也與其存在一定的差別。GLONASS可提供軍民兩種導航定位服務(wù)，民用精度50米左右，軍碼精度與GPS相當。GLONASS的民用市場(chǎng)應用程度遠不及GPS，但其軍碼系統已在其武器裝備中普遍使用。 由于俄羅斯近年來(lái)經(jīng)濟不景氣，系統補網(wǎng)不及時(shí)，隨著(zhù)星座中衛星壽命到期失效，到2002年8月只有5顆衛星在軌工作了。其中3顆（1組）為2000年10月發(fā)射，2顆為2001年12月發(fā)射。目前，從高技術(shù)戰爭需要出發(fā)，俄羅斯已下決心恢復和進(jìn)一步發(fā)展該系統。俄政府于2001年8月20日通過(guò)了第587號“全球導航系統”聯(lián)邦專(zhuān)項規劃，明確了在2005年前恢復系統正常工作，并制訂了2010年前 GLONASS發(fā)展的詳細計劃。 歐洲GALILEO計劃，1992年2月提出，擬于2008年建成，計劃投資約28億美元，系統星座由分布在3個(gè)軌道面上的30顆衛星組成，是歐盟15個(gè)國家參與建設的民用商業(yè)系統。GALILEO系統提供3種類(lèi)型服務(wù)，即：面向市場(chǎng)的免費服務(wù)，定位精度12-15米；商業(yè)服務(wù)，定位精度5-10米；公眾服務(wù)，定位精度4-6米。其中后兩種服務(wù)是受控和收費服務(wù)。歐盟尋求與俄和中國合作，希望分擔其部分經(jīng)費，以其產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)。 GALILEO系統空間段由30顆（其中3顆為在軌備份）均勻分布在高度23616公里、傾角56°的3個(gè)圓軌道面上的中圓軌道（MEO）衛星組成，星上裝有導航和搜救載荷。 地面段與GPS和GLONASS相比，增加了對系統差分、增強與完好性監測，使得GALILEO具有比上述兩個(gè)系統更高的定位精度、可用性和更好的連續性。因此，GALILEO可以滿(mǎn)足航空、道路交通管理等與人身安全緊密相關(guān)的應用要求。

“北斗一號”系統1985年提出，1994年1月批準立項研制建設。系統于2002年1月1日試運行。系統的建成，填補了我國衛星導航定位領(lǐng)域的空白，打破了美國、俄羅斯在這一領(lǐng)域的壟斷，使我國成為世界上第三個(gè)擁有自主衛星導航定位系統的國家。該系統投資少、見(jiàn)效快，適合我國國情，特別是系統具有監控、指揮調度等特點(diǎn)。系統運行后，已經(jīng)在部隊演習、發(fā)射921飛船、邊境勘察、海軍出訪(fǎng)等多項任務(wù)中發(fā)揮了重要作用，受到廣大官兵好評。在民用領(lǐng)域，北斗一號用戶(hù)機在交通、鐵路、森林防火等領(lǐng)域進(jìn)行了試驗，受到國家各有關(guān)部門(mén)的高度重視，紛紛表示應用的愿望。 “北斗一號”系統是我國自行開(kāi)發(fā)研制，具有自主知識產(chǎn)權、自主控制的區域性衛星導航定位系統，適合中國的國情，其特點(diǎn)是將定位導航與衛星通信集成一體，可為服務(wù)區域內用戶(hù)全天候、全天時(shí)地提供高精度、快速實(shí)時(shí)定位和雙向報文通信服務(wù)。除了快速定位和短報文通信功能外，它還具有精密授時(shí)功能。同時(shí)，北斗系統融合了我國自主的GPS衛星導航增強系統的信息，可發(fā)布GPS差分改正信息和GPS星座完好性檢測信息，提高GPS定位精度和位置信息的可靠性。隨著(zhù)全球定位系統的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，應用領(lǐng)域正在不斷地開(kāi)拓，目前已遍及國民經(jīng)濟各種部門(mén)，并開(kāi)始逐步深入人們的日常生活?！?也許在過(guò)去，我們很難感覺(jué)到GPS的重要性，因為從前的GPS多用于軍事上，主要用于陸、海、空導航，定點(diǎn)轟炸以及艦載導彈制導。該技術(shù)在海灣戰爭及近期反恐戰爭中發(fā)揮了巨大威力。海灣戰爭后，GPS的使用范圍逐漸增大，從軍用逐步走向了民用，并且在汽車(chē)領(lǐng)域得到了很大的發(fā)展。于是，當我們第一次開(kāi)車(chē)使用GPS時(shí)，對它就開(kāi)始有了依賴(lài)。上圖為GPS導航儀的工作原理。