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GPS 導航定位技術的新進展

09.20.2010

【GPS資訊網】美國的全球定位系統(GPS)導航衛星正在逐步現代化。 GPS從美國空軍的導航輔助設備開始,逐漸發展成軍民兩用的一種重要技術。 GPS的精確位置與定時信息,已成為世界範圍各種軍民用、科研和商業活動的一種重要資源


 

GPS衛星的發展及信號的改進GPS導航衛星自1978年發射以來,其型別已由第Ⅰ,Ⅱ和ⅡA批次發展到ⅡR批次。第Ⅰ,Ⅱ和ⅡA批次衛星共有40顆,是由羅克韋爾公司製造的,而20顆ⅡR批次衛星則由洛克希德·馬丁公司製造。波音公司在1996年收購了羅克韋爾的航空航天和防務業務,目前正在製造33顆更先進的ⅡF批次衛星。美國還在考慮發展採用點波束的新一代GPS衛星(GPS-Ⅲ)。


 

GPS從1994年全面工作以來,改進工作一直在進行中。這是因為民用用戶要求GPS具有更好的抗干擾和乾涉性能、較高的安全性和完整性;軍方則要求衛星發射較大的功率和新的同民用信號分離的軍用信號;而對採用GPS導航的"靈巧"武器,加快信號捕獲速度更為重要。


 

民用GPS導航精度迄今的最大改進發生在2000年5月2日,美國停止了故意降低民用信號性能(稱為選擇可用性,即S/A)的做法。在S/A工作時,民用用戶在99%的時間只有100米的精度。但當S/A切斷後,導航精度上升,95%的位置數據可落在半徑為6.3米的圓內。


 

GPS衛星發送兩種碼:粗捕獲碼(C/A碼)和精碼(P碼)。前者是民用的,後者只限於供美軍及其盟軍以及美國政府批准的用戶使用。這些碼以擴頻方式調製在兩種不同的頻率上發射:L1波段以1575.42兆赫發射C/A和P碼;而L2波段只以1227.6兆赫發射P碼。


 

GPS衛星導航能力最重大的改進將從2003年發射洛克希德·馬丁首批ⅡR-M(修改的ⅡR)衛星開始。 ⅡR-M衛星將發射增強的L1民用信號,同時發射新的L2民用信號和軍用碼(M碼)。進一步的改進將從發射波音ⅡF批次衛星的2005年開始,ⅡF批次衛星除發射增強的L1、L2民用信號和M碼外,將在1176.45兆赫增加第3個民用信號(L5)。在ⅡF發射以前,M碼將從發展型過渡到工作型。因為導航衛星星座的發射需要有一段時間,故在軌道上獲得全工作能力則要在2007年發射18顆L2民用信號和M碼衛星後才能實現。 18顆衛星組成的第三個民用信號(L5)的星座預計要到2011年才能發射完。


 

此後,美軍將得到抗干擾能力有所增強的新信號--M碼。它能發送更大的功率,而不干涉民用接收機。 M碼還給軍方一種新的能力,以乾擾敵方對信號的利用,但其細節是保密的。


 

L2民用信號即第二個民用信號稱為L2C,使民用用戶也能補償大氣傳輸不定性誤差,從而使民用導航精度提高到3~10米。而美軍及其盟軍因一開始就能接收L1和L2中的P碼,故一直具有這種能力。




衛星數據更新: 10.12.2017
頁面最後更新: 10.12.2017
編輯部門: Shelley Canright
技術部門: Brian Dunbar
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