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美國新型GPS衛星的發射成功及GPS技術的發展

2022-04-02 14:04:08

格林尼治時間2日凌晨,美國空軍從佛羅里達州發射一顆新型GPS(全球定位系統)衛星GPS2F-7進入太空軌道。據悉,這是美國今年第3次成功發射GPS衛星,2F-7是12顆新衛星發射計劃中的第7顆,目的是進一步強化美國空軍的GPS衛星星座。該衛星降價9月中旬開始運作,用語替代一顆已經運轉了22年的衛星,該新型GPS衛星運轉起來后,將大大提高導航的精度、更強的抗干擾信號及一種新的商業汗孔搜索和營救信號。

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  ? ? 目前,除了GPS2F-7外,已經有6顆GPS2F衛星在環繞地球軌道運行,每顆先進衛星被設計在軌道上運轉至少12年。截至2013年12月,美國在軌GPS衛星數達到32顆,其中工作星達到了31顆,包括8顆GPS-2A衛星,12顆GPS-2R衛星,7顆GPS-2RM衛星,4顆GPS-2F衛星。GPS2F-7任務主管沃爾特·勞德戴爾表示,下一顆GPS2F衛星計劃在10月下旬發射,另一對GPS2F衛星預計于2015年發射。《佛羅里達今日報》稱,這是自1993年美國空軍最初配置GPS衛星星座以來最積極的發射活動日程。

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? ? ? ? 從歷史上面來看,GPS的發展從早期為了滿足于軍事上的原始用途,到現在的軍事、民用的廣泛應用。下面簡單的介紹下GPS技術的進程:

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第一代GPS技術

? ? ? ? 1989年2月14日,第一顆GPS工作衛星成功發射,正式組網的工作衛星為Block II批次,在1989到1990年間,使用Delta II火箭發射了9顆Block II批次的GPS衛星。1989年在軌GPS停止服務兩星期進行高頻振動的SA驗證,1990年3月到8月更是長時間進行SA技術驗證。由于采用SA技術,民間用戶對定位精度不滿之余,差分GPS定位,實時載波相位跟蹤技術等技術應運而生。

? ? ? ? 由于GPS系統還沒有建成,美軍的軍用GPS接收機也在測試階段裝備數量不足,出于應急軍方臨時從Trimble公司采購了10000臺,從Magellan公司采購了3000臺民用GPS接收機裝備部隊。不過即使如此,自1991年7月起所有GPS衛星仍正式全部使用SA技術,將定位精度降低到100米。

? ? ? ? 1990年末開始,開始Block IIA衛星的發射,到1997年為止發射了19顆Block IIA衛星。1993年12月美國宣布GPS衛星導航定位系統具備初步作戰能力,美國還宣布對民用用戶10年內免收任何費用。截止1994年3月10日發射了15顆Block IIA衛星,預定的24顆衛星全部發射完畢,再經過大約1年時間的調試,1995年4月GPS系統宣布具備完全作戰能力。不過,在此之前,GPS早已廣泛用于軍用和民用了。

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第二代GPS技術

? ? ? ? 1996年一件對GPS影響深遠的事情是美國通信委員會頒布了行政性命令E911,硬性要求建設公眾安全無線網絡,也就是無論在任何時間和地點都能通過手機信號追蹤到用戶。這對運營商來說是資金和技術上的噩夢,但極大促進了GPS導航定位系統的廣泛應用。

? ? ?隨著3G通訊的發展,所有CDMA系統均使用GPS進行授時,尤為體現了GPS系統對民用產業的重要性,此外電力系統,金融系統的授時目前也廣泛采用GPS的衛星信號。車載GPS定位,手機定位,也是很常見GPS應用方式,至于用于測繪勘探,更是最早GPS的應用領域。

? ? ? ?1997年,美國開始GPS Block IIR衛星的發射,盡管1月17日首顆GPS IIR衛星發射失敗,截止2004年11月6日,此后的12顆衛星都順利發射升空。2000年美國取消了對GPS衛星民用信道的SA干擾信號,民用GPS的定位精度達到平均6.2米的實用化水平,從而掀起GPS產業和應用熱潮。

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第三代GPS技術

? ? ? ? GPS III衛星將改善定位導航和授時服務精度,實現更先進的抗干擾能力,還將增加新的民碼信號。GPS Block III衛星將能提供高達0.63米的定位精度,同時還具有交叉連接的指揮控制體系,從一座地面控制站就能對整個星座同時進行升級。Block III衛星還將使用點波束天線,徹底完善軍用M碼的抗干擾功能。

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