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走近GPS卫星_资料_环天世纪/HTGNSS

2016-05-02 21:55:02 环天世纪HTGNSS 阅读
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  (Global Position System,简称GPS)是美国研制的导航、授时和定位系统。它由空中卫星、地面跟踪监测站、地面卫星数据注入站、地面数据处理中心和数据通讯网络等部分组成。用户只需购买GPS接收机,就可享受免费的导航、授时和定位服务。

  全球定位系统技术现广泛应用于农业、林业、水利、交通、航空、测绘、安全防范、军事、电力、通讯、城市管理等部门。

  一、GPS卫星现代化的提出和内涵

  GPS现代化的体法是1999年1月25日美国副总统以文告的形式发表的。文告只提出了几项民用GPS导航技术的改进和发展,但其整个GPS现代化实质是要加强GPS对美军现代化战争中的支撑和保持全球民用导航领域中的领导地位。随后美国军方和波音公司(GPS系统主要制造商)发表的文章都阐明了他的内涵:一是保护,即GPS现代化是为了更好地保护美方和友好方的使用,要发展军码和强化军码的保密性能,加强抗干扰能力;二是阻止:即阻扰敌对方的使用,施加干扰,施加SA,AS等;三是保持,即是保持在有威胁地区以外的民用用户有更精确更安全的使用。

  目前在轨道上的28颗卫星运行正常。其中的26颗是属于GPS BLOCK ⅡA型,预计可以再正常运行2年,至2002年初,即由原计划的5年寿命延长到10.6年,其中的两颗BLOCK ⅡR型号的GPS卫星正在轨道上正常运行,其中的一颗是1999年10月7日才发射的。

  最新型的BLOCK ⅡF以有六颗进入了工厂生产线,其中的第一、第二颗计划在今年发射。

  二、GPS现代化计划中的军事部分

  美国提出GPS现代化的基本目的是满足和适应21世纪美国国防现代化发展的需要,这是GPS现代化中第一位的,根本的。具体地说,GPS现代化是为了更好地支持和保障军事行动。引用美军一名将领的原话:在军事行动的,或有危险的,或有威胁的环境下,要求GPS能对作战成员的战斗力提供更好的支持,对他们的生命提供更安全的保障,能有助于各类武器发挥更有效的作用。

  美国经过调查认为,军事用户对GPS的需求大体有以下4个主要方面。

  在今后“信息战”“电子战”的背景下,GPS必须要有更好的抗电子干扰能力;

  要有安全的GPS使用范围,这包括两方面的含义,一是GPS用户能安全使用,二是对不同类型GPS用户要有不同使用范围,要区别对待;

  GPS用户要有更短的首次初始化时间;

  和其他军事导航系统和各类武器装备要相互配适。

  使用美国GPS精码P(Y)的除美国军方以外,目前美国军方授权所在国家和地区的军方使用的有27个。其中主要是北约国家的军方,在授权亚太地区军方使用的国家和地区主要有:韩国、中国台湾、日本、新加坡、沙特阿拉伯、科威特、泰国等。

  GPS除了在各类运载器(包括载人和火器)的导航和定位方面发挥了巨大作用外,在对战斗人员的支持和援助中发挥了关键性作用,因此评价极高。

  在上述军事用户需求调查的基础上,美国军方和情报部门在1999年6月作出以下4项GPS现代化的响应技术措施。

  增加GPS卫星发射的信号强度,以增加抗电子干扰能力。

  在GPS信号频道上,增加新的军用码(M码),要与民用码分开。M码要有更好的抗破译的保密和安全性能。

  军事用户的接受设备要比民用的有更好的保护装置,特别是抗干扰能力和快速初始化功能。

  创造新的技术,以阻止和阻扰敌方使用GPS。

  三、GPS现代化计划中的民用部分

  为更好地民用导航、定位、大气探测等方面的需求,美方认为他大体有以下5个主要方面。

  改善民用导航和定位的精度;

  扩大服务的覆盖面和改善服务的持续性;

  提高导航的安全性(integrity),如增强信号功率,增加导航信号和频道;

  保持GPS在全球定位系统中技术和销售的领先地位;

  注意和现有的和将来的民用其他空间导航系统的匹配和兼容。

  基于上述需求,美方拟采取的措施有:

  在一年一度评估的基础上,决定是否将SA信号强度降为零。停止SA的播放,将使民用实时定位和导航的精度提高3―5倍。这已在今年5月1日零点开始实行。这里要说明一点,美国军方已经掌握了GPS施加SA的技术,即GPS可以在局部区域内增加SA信号强度,使敌对方利用GPS时严重降低定位精度,无法用于军事行动。

  在L2频道上增加第二民用码,即CA码。这样用户就可以有更好的多余观测,以提高定位精度,并有利于电离层的改正。

  增加L5民用频率,这有利于提高民用实时定位的精度和导航的安全性。

  四、GPS现代化计划的进程安排

  GPS现代化第一阶段

  发射12颗改进型的GPS BLOCK ⅡR型卫星,它们具有一些新的功能。既能发射第二民用码,即在L2上加载CA码;在L1和L2上播发P(Y)码的同时,在这两个频率上还试验性的同时加载新的军码(M码);ⅡR型的信号发射功率,不论在民用通道还是军用通道上都有很大提高。

  GPS现代化第二阶段

  发射6颗GPS BLOCK ⅡF(“ⅡFLite” )。GPS BLOCK ⅡF型卫星除了有上面提到的GPS BLOCK ⅡR型卫星的功能外,还进一步强化发射M码的功率和增加发射第三民用频率,即L5频道。GPS ⅡF型卫星的第一颗的发射不迟于2005年。到2008年在空中运行的GPS卫星中,至少有18颗 ⅡF型卫星,以保证M码的全球覆盖。到2016年GPS卫星系统应全部以ⅡF卫星运行,共计24+3颗。

  GPS现代化计划的第三阶段

  发射的GPS BLOCK Ⅲ 型卫星,在2003年前完成代号为GPS Ⅲ的 GPS完全现代化计划设计工作。目前正在研究未来GPS卫星导航的需求,讨论制定GPS Ⅲ 型卫星系统结构,系统安全性、可靠程度和各种可能的风险,计划在2008年要发射GPS Ⅲ 的第一颗实验卫星。计划用近20年的时间完成GPS Ⅲ 计划,取代目前的GPS Ⅱ。

编辑:eNet硅谷动力  来源:eNet硅谷动力
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