第5章 全球定位系统——GPS
gps是导航卫星测时与测距全救定位系统（navigation satellite timing and ranging global position system）的缩写，是一种结合卫星及通讯发展的技术。它是美国从本世纪70年代开始研制，历时20余年，耗资300亿美元，于1994年3月全面建成的具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。gps包括绕地球运行的24颗卫星，它们均匀地分布在6个轨道上，每颗卫星能连续发射一定频率的无线电信号。只要持有便携式信号接收仪，则无论身处陆地、海上还是空中，都能收到卫星发出的特定信号。接收仪中的电脑对接收到卫星发出的信号进行分析，就能确定接收仪持有者的位置。
gps卫星网美国最初开发gps的主要目的是为美军提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。在1991年的海湾战争中，美军就曾利用这一技术在沙漠中部署军队。
最初的gps计划方案是将24颗卫星放置在三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星。但由于预算压缩，gps计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在6个轨道上。然而这一方案使得卫星可靠性失去了保障。1988年美国进行了最后一次修改，使用2l颗工作星和3颗备份卫星工作在6条轨道上。从1978年到1984年，美国陆续发射了11颗试验卫星，并研制了各种用途的接收机，实验表明，gps定位精度远远超过设计标准。1989年2月4日第一颗gps工作卫星发射成功，至此宣告gps系统进入工程建设状态。1993年底实用的gps网即gps星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
位于轨道中的gps卫星由于gps技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。成功地应用于土地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科。在人们的社会生活中，cps的应用更加是无处不在。天文台、通信系统基站、电视台可用gps精确定时；道路、桥梁、隧道的施工中大量的工程测量在使用gps后将更加精确；有了gps野外勘探，城区规划的测绘变得更加简单和准确；gps在现代交通运输方面更加不可或缺，车辆的导航、调度、监控，船舶的远洋导航、港口和内河引水，飞机航线导航、进场着陆控制都由于gps的应用而更加安全便捷。使用gps人们旅游及野外探险变得更加轻松，gps甚至能用语音提醒人们转弯的方向以及目的地的路程；车辆安装了gps定位防盗系统后将不再担心丢失，无论被盗车辆开到哪里，车内的gps防盗系统都会发出信号向警方报告车辆位置，从而帮助警方抓住罪犯并追回被盗车辆。目前手机、pda、ppc等通信移动设备都可以安装gps模块，gps的便携性使人们在日常生活中对gps的应用更加得心应手，电子地图、城市导航让人们身在他乡却不会感到陌生，城市的建筑和街道都在掌握中。儿童及特殊人群的防走失系统则是gps更加重要的功能体现。
车载gps导航系统随着技术的进步，gps接收设备的价格也直线下降。20世纪80年代末期，一些船队使用gps的花费为数万美元；而1991年海湾战争期间手持的gps接收仪价格就降到了1000美元以下；如今gps接收仪在美国的体育用品商店里就能买到，价格在100美元左右。随着技术的进步gps的接收仪价格将更加低廉，更多的电子产品都将配有gps导航功能，gps走进千家万户指日可待。
正如人们所说的那样：“gps的应用，仅受人们的想象力制约。”gps问世以来，已充分显示了其在导航、定位领域的霸主地位。许多领域也由于gps的出现而产生革命性变化。目前，gps技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
gps卫星网美国最初开发gps的主要目的是为美军提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。在1991年的海湾战争中，美军就曾利用这一技术在沙漠中部署军队。
最初的gps计划方案是将24颗卫星放置在三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星。但由于预算压缩，gps计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在6个轨道上。然而这一方案使得卫星可靠性失去了保障。1988年美国进行了最后一次修改，使用2l颗工作星和3颗备份卫星工作在6条轨道上。从1978年到1984年，美国陆续发射了11颗试验卫星，并研制了各种用途的接收机，实验表明，gps定位精度远远超过设计标准。1989年2月4日第一颗gps工作卫星发射成功，至此宣告gps系统进入工程建设状态。1993年底实用的gps网即gps星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
位于轨道中的gps卫星由于gps技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。成功地应用于土地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科。在人们的社会生活中，cps的应用更加是无处不在。天文台、通信系统基站、电视台可用gps精确定时；道路、桥梁、隧道的施工中大量的工程测量在使用gps后将更加精确；有了gps野外勘探，城区规划的测绘变得更加简单和准确；gps在现代交通运输方面更加不可或缺，车辆的导航、调度、监控，船舶的远洋导航、港口和内河引水，飞机航线导航、进场着陆控制都由于gps的应用而更加安全便捷。使用gps人们旅游及野外探险变得更加轻松，gps甚至能用语音提醒人们转弯的方向以及目的地的路程；车辆安装了gps定位防盗系统后将不再担心丢失，无论被盗车辆开到哪里，车内的gps防盗系统都会发出信号向警方报告车辆位置，从而帮助警方抓住罪犯并追回被盗车辆。目前手机、pda、ppc等通信移动设备都可以安装gps模块，gps的便携性使人们在日常生活中对gps的应用更加得心应手，电子地图、城市导航让人们身在他乡却不会感到陌生，城市的建筑和街道都在掌握中。儿童及特殊人群的防走失系统则是gps更加重要的功能体现。
车载gps导航系统随着技术的进步，gps接收设备的价格也直线下降。20世纪80年代末期，一些船队使用gps的花费为数万美元；而1991年海湾战争期间手持的gps接收仪价格就降到了1000美元以下；如今gps接收仪在美国的体育用品商店里就能买到，价格在100美元左右。随着技术的进步gps的接收仪价格将更加低廉，更多的电子产品都将配有gps导航功能，gps走进千家万户指日可待。
正如人们所说的那样：“gps的应用，仅受人们的想象力制约。”gps问世以来，已充分显示了其在导航、定位领域的霸主地位。许多领域也由于gps的出现而产生革命性变化。目前，gps技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。