淺談GPS的發(fā)展由來
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- 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。尤其是民航班機失事頻繁，僅1959年到1994年，全球就發(fā)生536起民航飛機墜毀的事件，究其原因很多，而其中之一是飛機在突發(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)點的最新一代全球、三維、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，運用這種系統(tǒng)，可以使飛機的儀表裝置幫助飛行員識別航線，對飛機從出發(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?，F(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安全起落；在鐵路公路運輸中應(yīng)用它，能夠及時跟蹤了解車輛的運行情況和防止事故發(fā)生。
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