GPS發(fā)展史

美國(guó)全球定位系統(tǒng)GPS GPS于60年代末開(kāi)始研制，1973年系統(tǒng)方案正式誕生，1994年建成實(shí)用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，耗資120多億美元。系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三大部分組成。衛(wèi)星星座由分布在6個(gè)軌道面上的24顆衛(wèi)星組成，目前在軌衛(wèi)星27顆。GPS由美國(guó)國(guó)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(zhàn)時(shí)能實(shí)施局部關(guān)閉。GPS在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中特別是科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中，對(duì)空中平臺(tái)導(dǎo)航、武器發(fā)射瞄準(zhǔn)、精確制導(dǎo)、打擊目標(biāo)定位等重要作戰(zhàn)環(huán)節(jié)都起到了難以替代的關(guān)鍵作用。 該系統(tǒng)是目前最成功的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化上處于國(guó)際壟斷地位。GPS已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)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(guó)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(zhǎng)的時(shí)期。“GPS應(yīng)用只是受到人們想象力的限制”。

70年代初，前蘇聯(lián)國(guó)防部也提出了全球?qū)Ш叫窍到y(tǒng)（GLONASS）的方案設(shè)想，1978年開(kāi)始系統(tǒng)設(shè)計(jì)，1995年系統(tǒng)組網(wǎng)成功并投入運(yùn)營(yíng)，建設(shè)耗資40多億美元。系統(tǒng)星座由分布3個(gè)軌道面上的24顆衛(wèi)星組成，俄軍方控制。GLONASS在系統(tǒng)組成、定位測(cè)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(dǎo)航定位服務(wù)，民用精度50米左右，軍碼精度與GPS相當(dāng)。GLONASS的民用市場(chǎng)應(yīng)用程度遠(yuǎn)不及GPS，但其軍碼系統(tǒng)已在其武器裝備中普遍使用。 由于俄羅斯近年來(lái)經(jīng)濟(jì)不景氣，系統(tǒng)補(bǔ)網(wǎng)不及時(shí)，隨著星座中衛(wèi)星壽命到期失效，到2002年8月只有5顆衛(wèi)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(zhàn)爭(zhēng)需要出發(fā)，俄羅斯已下決心恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)展該系統(tǒng)。俄政府于2001年8月20日通過(guò)了第587號(hào)“全球?qū)Ш较到y(tǒng)”聯(lián)邦專項(xiàng)規(guī)劃，明確了在2005年前恢復(fù)系統(tǒng)正常工作，并制訂了2010年前 GLONASS發(fā)展的詳細(xì)計(jì)劃。 歐洲GALILEO計(jì)劃，1992年2月提出，擬于2008年建成，計(jì)劃投資約28億美元，系統(tǒng)星座由分布在3個(gè)軌道面上的30顆衛(wèi)星組成，是歐盟15個(gè)國(guó)家參與建設(shè)的民用商業(yè)系統(tǒng)。GALILEO系統(tǒng)提供3種類(lèi)型服務(wù)，即：面向市場(chǎng)的免費(fèi)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(fèi)服務(wù)。歐盟尋求與俄和中國(guó)合作，希望分擔(dān)其部分經(jīng)費(fèi)，以其產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)。 GALILEO系統(tǒng)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(wèi)星組成，星上裝有導(dǎo)航和搜救載荷。 地面段與GPS和GLONASS相比，增加了對(duì)系統(tǒng)差分、增強(qiáng)與完好性監(jiān)測(cè)，使得GALILEO具有比上述兩個(gè)系統(tǒng)更高的定位精度、可用性和更好的連續(xù)性。因此，GALILEO可以滿足航空、道路交通管理等與人身安全緊密相關(guān)的應(yīng)用要求。

“北斗一號(hào)”系統(tǒng)1985年提出，1994年1月批準(zhǔn)立項(xiàng)研制建設(shè)。系統(tǒng)于2002年1月1日試運(yùn)行。系統(tǒng)的建成，填補(bǔ)了我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域的空白，打破了美國(guó)、俄羅斯在這一領(lǐng)域的壟斷，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的國(guó)家。該系統(tǒng)投資少、見(jiàn)效快，適合我國(guó)國(guó)情，特別是系統(tǒng)具有監(jiān)控、指揮調(diào)度等特點(diǎn)。系統(tǒng)運(yùn)行后，已經(jīng)在部隊(duì)演習(xí)、發(fā)射921飛船、邊境勘察、海軍出訪等多項(xiàng)任務(wù)中發(fā)揮了重要作用，受到廣大官兵好評(píng)。在民用領(lǐng)域，北斗一號(hào)用戶機(jī)在交通、鐵路、森林防火等領(lǐng)域進(jìn)行了試驗(yàn)，受到國(guó)家各有關(guān)部門(mén)的高度重視，紛紛表示應(yīng)用的愿望。 “北斗一號(hào)”系統(tǒng)是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)研制，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、自主控制的區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，適合中國(guó)的國(guó)情，其特點(diǎn)是將定位導(dǎo)航與衛(wèi)星通信集成一體，可為服務(wù)區(qū)域內(nèi)用戶全天候、全天時(shí)地提供高精度、快速實(shí)時(shí)定位和雙向報(bào)文通信服務(wù)。除了快速定位和短報(bào)文通信功能外，它還具有精密授時(shí)功能。同時(shí)，北斗系統(tǒng)融合了我國(guó)自主的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)的信息，可發(fā)布GPS差分改正信息和GPS星座完好性檢測(cè)信息，提高GPS定位精度和位置信息的可靠性。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開(kāi)拓，目前已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)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?yàn)閺那暗腉PS多用于軍事上，主要用于陸、海、空導(dǎo)航，定點(diǎn)轟炸以及艦載導(dǎo)彈制導(dǎo)。該技術(shù)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)及近期反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了巨大威力。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)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(dāng)我們第一次開(kāi)車(chē)使用GPS時(shí)，對(duì)它就開(kāi)始有了依賴。上圖為GPS導(dǎo)航儀的工作原理。