全面揭秘四大衛星導航的前世今生

　　全球定位系統（以下簡稱ＧＰＳ）是由２４顆衛星及他們的地面部分組成的、全球性的無線導航系統。它是通過跟蹤作為動態已知參考點的人造衛星求得星站距離采用交會法獲得點位坐標的。通常精度只在米級左右，　而事實上可以用ＧＰＳ比較科學的方法來獲得優于厘米級的測量精度。

　　ＧＰＳ定位系統由于其定位的高度靈活性和常規測量無法比擬的高精度，成為測量學科中革命性的變化。因為測量點位不象經典三角測量一樣有等級之分，不存在誤差的積累，測點可以在真正需要的地方進行，無需過渡點，點間不需要有造標，通視等問題的考慮。而且觀測點位又不與重力場發生關系，避免了復雜的歸算。這種布網方式可以把平面及高程同時求出，而不需要平高分開。

　　這種測量方式就好象是將地面上每平方米都賦予衛星上每一個唯一的地址，只要你對號入座就好了。ＧＰＳ接收機已經進入了模型集成化的的階段，因此其使用效益已變的非常可觀。同時也使這樣技術能夠被每個人利用并獲得利益。１９５７年１０月４日，人類歷史上的第一顆人造衛星Ｓｐｕｔｎｉｋ由蘇聯發射升空。此舉顯然引起了處于冷戰中的另一超級大國美國的高度關注。僅僅幾天之后，約翰霍普金斯大學（Ｊｏｈｎｓ　Ｈｏｐｋｉｎｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）應用物理實驗室（ＡＰＬ，　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）的科學家Ｇｅｏｒｇｅ　Ｗｅｉｆｆｅｎｂａｃｈ和Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｇｕｉｅｒ發現，通過分析Ｓｐｕｔｎｉｋ衛星信號的多普勒頻偏可以確定其衛星軌道。基于這一發現，ＡＰＬ研究中心主任ＦｒａｎｋＭｃＣｌｕｒｅ提出，如果衛星的位置已知且可預測，則可以利用衛星信號的多普勒頻偏來確定地球上的接收機的位置。于是，最初的衛星定位系統的概念誕生了。

　　上世紀五十年代后期，美國出于自身的政治、軍事和經濟利益的考慮，開始研制衛星導航系統，經過三十多年的努力，耗資３０　０多億美元，終于建成了上世紀航天史上最成功、最有意義的工程之一－－全球衛星定位系統（Ｇｌｏｂａｌ　ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ），成為繼阿波羅登月計劃和航天飛機計劃之后第三項龐大工程，ＧＰＳ能連續、實時、高精度地為用戶提供三維位置、三維速度和時間信息，并能覆蓋全球和全天候工作。１９９４年４月，２４顆－ＩＩ型工作衛星發射完畢，系統投入全面運行。ＧＰＳ最初主要用于軍事和涉及國家重要利益的民用領域，可實現飛機艦船的導航、部隊調動、軍事目標定位、武器的精確制導等，特別是在沙漠風暴和對科索沃的轟炸這兩場典型高技術戰爭中，ＧＰＳ大量用于巡航導彈的制導，打擊目標的選擇，甚至地面士兵都隨身攜帶便攜式定位裝置，可以說，ＧＰＳ是現代高技術武器的眼睛。也正因為全球衛星定位系統在國防、國家安全、經濟發展中的重要作用，也因為ＧＰＳ的示范性作用，也就有了今天我們看到的四大衛星定位系統。