| 单词 | 全球卫星定位系统(GPS) |
| 释义 | 【全球卫星定位系统(GPS)】 拼译：global positioning system 导航就是引导船舶、飞机等运载体按照预定的航线航行。卫星导航是利用人造地球卫星来进行定位导航。全球卫星定位系统(GPS)是美国继阿波罗登月和航天飞机计划之后的第3项庞大的空间计划。 1959年由美国霍布金斯大学应用物理实验室研制成功子午仪卫星导航系统(NNSS)，1964年开始用于各种军舰的导航和定位。1967年7月，经美国政府批准，为船舶导航和定位服务，并在其他领域广泛应用，显示出巨大的优越性。但是，这一系统还存在许多缺点，由于这种系统是由4～5颗卫星组成的导航网，在全球范围内给出的定位信息只是断续的二维坐标定位信息，不能进行连续导航而且不能得出空间的三维(纬度、经度和高度)定位信息。1973年美国国防部开始研制一种新的第2代卫星导航定位系统叫做全球卫星定位系统，简称GPS系统。GPS系统可在全球范围内、全天候地连续地提供高精度的海上、陆上和空间的位置、速度和时间信息，并有良好的抗干扰和保密性能，对导航定位、军事、海上空中交通管制、大地测量以及精密授时等均具有重要意义。美国把建成GPS作为无线电导航领域进入21世纪的重要标志。GPS系统有21颗工作卫星，3颗备用卫星，配置在6个轨道上，轨道高度约20183km，两轨道面间间隔60°，各轨道面与天赤道面夹角为55°，卫星轨道近圆形，运行周期约11h58min。卫星发射用伪随机码(P码和C／A码)调制的2种频率(L1和L2)，L1=1575．42MHz，L2=1227．6MHz。通过测量设备接收几颗卫星伪的距离(因接收机时钟误差)，来确定测者的位置和速度。它能连续提供三维(纬度、经度和高度)、三维速度和时间。GPS的定位服务有精密定位服务(用精确码P码)定位和标准定位服务(用C／A码)。精密定位保密仅供美国军队使用，实时定位精度优于10m，测速精度优于0．1m／s，相对于协调时的授时精度优于0．1μs。标准定位服务公开民用定位精度可达25m(rms)。美国政府担心其他各国把定位服务用于军事活动，将实行选择利用性(SA-Seletive Avaislability)政策，拟将C／A码定位精度降低到100m左右。为了能获得更好的定位精度，各国已相继采取了一些措施，如采用差转GPS技术等。GPS系统的研制计划分3个阶段。第1阶段(1973～1979)为方案论证和初步设计阶段，在这一阶段中共发射了4颗实验卫星，研制了一些地面接收设备并进行了试验。第2阶段(1979～1985)为全面研制和试验阶段。测试结果令人满意，系统达到了预定设计目标。第3阶段(1986～1993)为改善系统性能实用组网投入使用阶段，完成21颗工作卫星的组网，使全球任何地方的地平面上全天至少能有4颗以上的卫星。GPS系统建成后，子午仪卫星系统及有些无线电导航系统，将逐步由GPS系统所替代。GPS系统除了从根本上解决了地球上的导航和定位问题之外，可使舰船能在海上协同作战，还在海洋交通管制、海洋测量、石油勘探、海洋捕鱼、设置浮标，管道电缆铺设，浅滩测量，暗礁定位，狭水道航行、港口引航等方面作出贡献。对飞机而言，GPS可用于飞机进场、着陆、中途导航、飞机会合、空中加油，武器准确投掷、空中交通管制等方面。在空间技术方面，可用于弹道导弹的定位和引导、空间飞机器的导航和定位等。在陆地上可用于各种车辆、坦克、陆军、炮兵、空降兵和步兵等的定位，还可用于汽车、旅游、探险、狩猎等方面。总之，GPS定位系统的建立，将使导航和定位技术产生巨大的变化。PGS系统能进行快速大地定位和布设大地网，能建立全球统一的地心坐标，能提供高精度和高稳定度的原子时，也能与甚长基线干涉测量技术配合研究地壳和板块运动，它可给出地球某些参数的动态变化，为地学研究提供了可靠的观测数据，具有重大意义。原苏联于1978年开始研制Glonass全球卫星导航系统，它类似于GPS系统，亦是采用双频测距体制，计划将24颗卫星分布在3个轨道上，轨道高19100km，轨道平面倾角65°，运行周期约12h，卫星用1600MHz和1200MHz两种频率工作，已发射了多颗卫星。在有些技术领域，定位精度要达到厘米级或更高些，美国麻省理工学院Counselman和加州喷气推进实验室MacDoran于1978年首次提出无码GPS定位原理。把卫星扩频信号当作噪声源，利用干涉法原理进行精密定位，继而发展为测量相位差的无码GPS定位技术，成功地完成了GPS精密测地系统的试验，开创了这一技术的崭新领域。全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统，它的使用价值和科学价值极高，已引起各国军事部门和民用部门的密切关注。【参考文献】：1 lobal G．Navigation：U．S．Navigatien Institude．2 鄢天金．全球卫星定位系统(GPS)卫导仪．大连：大连海运学院出版社(大连海事大学鄢天金教授撰) |
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