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浅谈GPS的发展由来

时间:2017-04-20阅读量:140

  据有关资料介绍,目前全球交通事故严重,平均每小时就有约65人丧生,约2000人受伤。尤其是民航班机失事频繁,仅1959年到1994年,全球就发生536起民航飞机坠毁的事件,究其原因很多,而其中之一是飞机在突发的恶劣天气中迷航或难以着陆。
 
  随着高科技的发展,一种被称为“神奇向导”、“航行路标”的GPS全球定位系统在美国应运而生,并在1991年的海湾战争期间首次使用。
 
  提起GPS,人们可以追溯到几个世纪以前,当时的水手利用太空的恒星测定他们在公害上的位置。然而这种原始的侧位方式,不仅存在着很大的定位误差,而且在阴雨天就无能为力。
 
  当代的“恒星”,是由美国国防部先后在15年终耗资50亿美元发射的24颗卫星(其中两颗卫星备用)组成的卫星定位星座。这些卫星被定位在距离地面17500公里高空的6个不同轨道上,不断向地面发回有关定位的无线电信号。
 
  GPS主要包括卫星星座和地面接收器两大部分。星座中的每一颗卫星每12小时绕地球一周,在运行中都播发出一种定时码,它以卫星上30万年误差一秒的原子钟产生的10.23兆赫的信号为载波,连续发射带有精确时间和位置的信号,地面接收器则首先测量定时码和由接收器产生的相似定时码的时延,乘以光速来估算接收器对一卫星的距离,然后通过对3颗在空中位置已知的卫星的距离作三角测量,从时间差中测出各个卫星的对应距离,从而标定自身的三维位置。因而GPS是综合了天文导航和无线电导航优点的最新一代全球、三维、高精度的卫星导航系统,运用这种系统,可以使飞机的仪表装置帮助飞行员识别航线,对飞机从出发港到包括滑跑、起飞、巡航及着陆目的地的全过程进行向导。国外称之为“未来管理空中交通的支柱”。有些专家认为:GPS对航行的影响几乎和罗盘的发明一样重要,GPS使旅行和航行发生革命性的变化。
 
  为了提高GPS的定位精度,现已采用地面定向无线电波来补充卫星发出的信号,这种定位系统称可差分定位系统,应用该系统后,可以使标准定位系统误差由30米降为3米左右。现在美国已有全国范围内服务的这种差分校正系统,在当地调频无线电台上播发副载波,以便根据用户所缴费用多少,提供误差10米、5米、3米的定位精度。
 
  近年来,GPS技术已在一些发达国家得到应用,并且正在由军用转向民用、由战场转向商场,展示出广阔的应用前景。例如,在商业航班中应用它,即使在恶劣的天气已构成威胁的情况下也能使客机安全起落;在铁路公路运输中应用它,能够及时跟踪了解车辆的运行情况和防止事故发生。