gps发展历程回顾 从秘密武器到民间宠儿
美国早期的卫星定位耗时太长,只能是给核潜艇定位用用。1958年,美国海军开始研制子午仪卫星定位系统,是对传统定位方式的一场革命。1973年美国国防部建立国防导航卫星系统(DNSS),这是现有GPS正式的源头。此后不久,DNSS改名为Navstar,即授时和测距导航卫星或者说是全球定位系统(Navigation Signal Timing and Ranging/Global Positioning System),后来简称GPS。
由中国生产的民用GPS接收机,这些都受到SA技术的限制
第一代gps:sa技术限制下的起步阶段
GPS从1978年到1985年,发射了11颗试验卫星,其中发射失败1颗,这个阶段验证了地面接收机,地面跟踪网络和GPS卫星的定位能力的可靠性,其结果令人满意。
1983年韩国007号客机导航系统故障误入苏联领空被击落后,美国总统里根宣布一旦GPS建成将开放给公众使用,从而开启GPS民用的大门。但同时美国采用了防止地方对军用的P码进行干扰的AS(anti-Spoofing)技术和降低C/A码定位精度的选择可用性(SA:Selective Availability)技术。
GPS正式组网的工作卫星
1989年2月14日,第一颗GPS工作卫星成功发射,正式组网的工作卫星为Block II批次,在1989到1990年间,使用Delta II火箭发射了9颗Block II批次的GPS卫星。1990~1991年的第一次海湾战争中,美军装备的GPS系统展示相对于传统定位系统极为精确与方便的性能,引起了世人的瞩目。
1991年后9月1日后美国商务部不再对民用GPS出口进行许可证限制,开放了民用gps的发展。不过SA政策仍然让美国GPS制造商极为不满。
截止1994年3月10日发射了15颗Block IIA卫星,预定的24颗卫星全部发射完毕,再经过大约1年时间的调试,1995年4月GPS系统宣布具备完全作战能力。不过,在此之前,GPS早已广泛用于军用和民用了。
GPS全球卫星定位系统由24颗卫星组成,定位快且覆盖全面。
第二代gps全面解除民用限制
GPS定位已走近手机之中,真正开始普罗大众
随着3G通讯的发展,所有CDMA系统均使用GPS进行授时,尤为体现了GPS系统对民用产业的重要性,此外电力系统,金融系统的授时目前也广泛采用GPS的卫星信号。车载GPS定位,手机定位,也是很常见GPS应用方式,至于用于测绘勘探,更是最早GPS的应用领域。
正在投掷JDAM的F-15战机,GPS让精确制导武器变得"廉价"。
2000年美国取消了对GPS卫星民用信道的SA干扰信号,民用GPS的定位精度达到平均6.2米的实用化水平,从而掀起GPS产业和应用热潮。
2003年尽管当初宣布的GPS免费使用到期,但欧洲开始Galileo卫星导航系统的开发,中国也开始北斗卫星导航系统的发展,美国政府已经表示可预见的未来延长免费服务期限,并承诺提高定位精度吸引民用用户。GPS的现代化民用方面包括提高定位精度占领民用导航定位市场,措施是解除SA干扰并增加新的民用信号,使民用用户终端可以用双频消除电离层误差;军用方面包括增强抗干扰能力和提高生存能力,主要措施是将军码和民码信号分开,增加新的军用信号,增强卫星信号强度等。
随着GPS卫星的现代化,定位精度的提高,实时高速定位能力和抗干扰能力的增强,美军开始在越来越多的领域使用GPS制导武器。
迄今为止,已发射的GPS卫星数量为58颗,美国空军订购了12颗GPS Block IIF卫星,拟于2010~2014年发射完毕,可以有效缓解Block IIA卫星即将停止工作造成的卫星数量不足的问题。
第三代GPS定位最高精度0.63米 彻底实现军码与民码的分离
2008年洛马公司的团队赢得制造新一代GPS III卫星的合同,GPS III卫星将改善定位导航和授时服务精度,实现更先进的抗干扰能力,还将增加新的民码信号。GPS Block III卫星将能提供高达0.63米的定位精度。彻底实现了军码和民码的分离,为屏蔽民码大开了方便之门。
GPS III将可对其他一些使用民码制导的武器进行民码屏蔽
结语:从历史看,GPS的发展并没有遭遇技术上的大障碍,完全满足了军用的原始用途。而在民用上可谓一波三折,好在外国卫星导航系统的竞争和本国民用产业的发展不断打破了政府军方设置的重重障碍,终于在世界范围内得到了广泛的普及,以至于达到现在gps导航仪“随处可购,人人可用”的局面。