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第160章 全面研制

月净威,哈佛大学科学家,道:“第二阶段。全面研制和试验阶段。”

从1979年到1984年,又陆续发射了7颗称为“BLOCK I”的试验卫星,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,利用粗码定位,其精度就可达14米。

精星灵,曰:“第三阶段。实用组网阶段。”

1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,这一阶段的卫星称为“BLOCK II”和“BLOCK IIA”。

此阶段宣告GPS系统,进入工程建设状态。

1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成,今后将根据计划,更换失效的卫星。

月净威,哈佛大学科学家,道:“GPS前景。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。随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006年期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。据有关专家预测,在美国,单单是汽车GPS导航系统,2000年后的市场将达到30亿美元,而在中国,汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见,GPS技术市场的应用前景非常可观。随着2000年10月31日第一颗北斗导航卫星成功发射,我国开始逐步建立北斗卫星定位系统。截止到2013年,北斗在军用及民用领域均已开展应用,对GPS形成了一定程度的冲击。如在军用领域,北斗二代军用终端已达到厘米级的定位精度;而在更广泛的民用领域,三星已推出支持北斗卫星定位功能的手机,凯立德已推出支持北斗的车载导航仪,根据《国家卫星导航产业中长期发展规划》,到2020年,我国卫星导航系统产值将超过4000亿元,国内以往由GPS垄断市场的局面就此改变。”

精星灵,曰:“GPS特点。静态相对定位:50km之内误差为几mm+(1~2ppm*D);50km以上可达0.1~0.01ppm。实时伪距差分(RTD):精度达分米级。实时相位差分(RTK):精度达1~2cm。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“(1)全球全天候定位。GPS卫星的数目较多,且分布均匀,保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星,确保实现全球全天候连续的导航定位服务(除打雷闪电不宜观测外)。”

精星灵,曰:“(2)定位精度高。应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50km以内可达10-6m,100-500km可达10-7m,1000km可达10-9m。在300-1500m工程精密定位中,1小时以上观测时解其平面位置误差小于1mm,与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较,其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm。实时单点定位(用于导航):P码1~2m ;C/A码5~10m。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“(3)观测时间短。随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,20km以内相对静态定位,仅需15-20分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟;采取实时动态定位模式时,每站观测仅需几秒钟。因而使用GPS技术建立控制网,可以大大提高作业效率。”

精星灵,曰:“(4)测站间无需通视。GPS测量只要求测站上空开阔,不要求测站之间互相通视,因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间(一般造标费用约占总经费的30%~50%),同时也使选点工作变得非常灵活,也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“(5)仪器操作简便。”

随着GPS接收机的不断改进,GPS测量的自动化程度越来越高,有的已趋于“傻瓜化”。

在观测中测量员只需安置仪器,连接电缆线,量取天线高,监视仪器的工作状态,而其它观测工作,如卫星的捕获,跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。

结束测量时,仅需关闭电源,收好接收机,便完成了野外数据采集任务。

如果在一个测站上需作长时间的连续观测,还可以通过数据通讯方式,将所采集的数据传送到数据处理中心,实现全自动化的数据采集与处理。

另外,接收机体积也越来越小,相应的重量也越来越轻,极大地减轻了测量工作者的劳动强度。

精星灵,曰:“(6)可提供全球统一的三维地心坐标。GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。GPS水准可满足四等水准测量的精度,另外,GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的,因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“(7)应用广泛。据澳大利亚每日航天网站2009年8月3日报道铱星公司宣布,该公司与波音公司联合为美国海军研究实验室开发和演示了高整合性全球定位系统(GPS)项目增强能力,实现了两个重要里程碑。”

精星灵,曰:“强化型。第一个里程碑完成了铱星星载计算机的增强型窄带软件升级,使第二代GPS辅助信号能够通过整个卫星星座进行传输。这种传输信号将能够快速的、比使用的技术更加精确的实现GPS定位。这种GPS辅助信号即使在限定性作战环境下,如城区、森林、山区及峡谷中,以及在敌方干扰或战场射频噪声中,也将能为装备作战人员提供快速锁定和保持GPS信号的能力。第二个里程碑演示了GPS信号获取能力。在信号干扰环境下,行进中的车辆利用高整合性GPS辅助接收机,只需花费几分钟就可接收到GPS信号。高整合性GPS系统将利用铱星低地球轨道通信系统和美国空军运行的GPS中轨导航卫星信号。铱星提供高功率信号和快速变换地面轨迹,实施对用户的初始定位。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“该团队按进度并在预算内完成了软件升级,主要为GPS的应用都是基于两个基本服务。”

精星灵,曰:“1.空间位置服务。①.定位:如汽车防盗、地面车辆跟踪和紧急救生。②.导航:如船舶远洋导航和进港引水、飞机航路引导和进场降落、智能交通、汽车自主导航及导弹制导。③测量:主要用于测量时间、速度、及大地测绘,如水下地形测量、地壳形变测量,大坝和大型建筑物变形监测及浮动车数据,利用GPS定期记录车辆的位置和速度信息。从而计算道路的拥堵情况。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“2、时间服务。”

精星灵,曰:“①系统同步:如CDMA通信系统和电力系统。”

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