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淺談GPS的發(fā)展由來

發(fā)表時間:
2017-04-20 14:43:34
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  據(jù)有關(guān)資料介紹,目前全球交通事故嚴(yán)重,平均每小時就有約65人喪生,約2000人受傷。尤其是民航班機(jī)失事頻繁,僅1959年到1994年,全球就發(fā)生536起民航飛機(jī)墜毀的事件,究其原因很多,而其中之一是飛機(jī)在突發(fā)的惡劣天氣中迷航或難以著陸。
 
  隨著高科技的發(fā)展,一種被稱為“神奇向?qū)?rdquo;、“航行路標(biāo)”的GPS全球定位系統(tǒng)在美國應(yīng)運(yùn)而生,并在1991年的海灣戰(zhàn)爭期間首次使用。
 
  提起GPS,人們可以追溯到幾個世紀(jì)以前,當(dāng)時的水手利用太空的恒星測定他們在公害上的位置。然而這種原始的側(cè)位方式,不僅存在著很大的定位誤差,而且在陰雨天就無能為力。
 
  當(dāng)代的“恒星”,是由美國國防部先后在15年終耗資50億美元發(fā)射的24顆衛(wèi)星(其中兩顆衛(wèi)星備用)組成的衛(wèi)星定位星座。這些衛(wèi)星被定位在距離地面17500公里高空的6個不同軌道上,不斷向地面發(fā)回有關(guān)定位的無線電信號。
 
  GPS主要包括衛(wèi)星星座和地面接收器兩大部分。星座中的每一顆衛(wèi)星每12小時繞地球一周,在運(yùn)行中都播發(fā)出一種定時碼,它以衛(wèi)星上30萬年誤差一秒的原子鐘產(chǎn)生的10.23兆赫的信號為載波,連續(xù)發(fā)射帶有精確時間和位置的信號,地面接收器則首先測量定時碼和由接收器產(chǎn)生的相似定時碼的時延,乘以光速來估算接收器對一衛(wèi)星的距離,然后通過對3顆在空中位置已知的衛(wèi)星的距離作三角測量,從時間差中測出各個衛(wèi)星的對應(yīng)距離,從而標(biāo)定自身的三維位置。因而GPS是綜合了天文導(dǎo)航和無線電導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)的最新一代全球、三維、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),運(yùn)用這種系統(tǒng),可以使飛機(jī)的儀表裝置幫助飛行員識別航線,對飛機(jī)從出發(fā)港到包括滑跑、起飛、巡航及著陸目的地的全過程進(jìn)行向?qū)?。國外稱之為“未來管理空中交通的支柱”。有些專家認(rèn)為:GPS對航行的影響幾乎和羅盤的發(fā)明一樣重要,GPS使旅行和航行發(fā)生革命性的變化。
 
  為了提高GPS的定位精度,現(xiàn)已采用地面定向無線電波來補(bǔ)充衛(wèi)星發(fā)出的信號,這種定位系統(tǒng)稱可差分定位系統(tǒng),應(yīng)用該系統(tǒng)后,可以使標(biāo)準(zhǔn)定位系統(tǒng)誤差由30米降為3米左右。現(xiàn)在美國已有全國范圍內(nèi)服務(wù)的這種差分校正系統(tǒng),在當(dāng)?shù)卣{(diào)頻無線電臺上播發(fā)副載波,以便根據(jù)用戶所繳費(fèi)用多少,提供誤差10米、5米、3米的定位精度。
 
  近年來,GPS技術(shù)已在一些發(fā)達(dá)國家得到應(yīng)用,并且正在由軍用轉(zhuǎn)向民用、由戰(zhàn)場轉(zhuǎn)向商場,展示出廣闊的應(yīng)用前景。例如,在商業(yè)航班中應(yīng)用它,即使在惡劣的天氣已構(gòu)成威脅的情況下也能使客機(jī)安全起落;在鐵路公路運(yùn)輸中應(yīng)用它,能夠及時跟蹤了解車輛的運(yùn)行情況和防止事故發(fā)生。
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