GPS發(fā)展史

美國全球定位系統(tǒng)GPS GPS于60年代末開始研制，1973年系統(tǒng)方案正式誕生，1994年建成實用衛(wèi)星導航系統(tǒng)，耗資120多億美元。系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三大部分組成。衛(wèi)星星座由分布在6個軌道面上的24顆衛(wèi)星組成，目前在軌衛(wèi)星27顆。GPS由美國國防部控制，可提供軍民兩種服務。軍碼定位精度10米，僅供美軍及盟友使用；民碼定位精度20米左右，平時向全球開放，戰(zhàn)時能實施局部關閉。GPS在海灣戰(zhàn)爭中特別是科索沃戰(zhàn)爭中，對空中平臺導航、武器發(fā)射瞄準、精確制導、打擊目標定位等重要作戰(zhàn)環(huán)節(jié)都起到了難以替代的關鍵作用。 該系統(tǒng)是目前最成功的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，在實際應用和產業(yè)化上處于國際壟斷地位。GPS已經成為一個國際性的產業(yè)。尤其是從2000年5月1日24點開始，美國宣布中止了SA政策，促使GPS產業(yè)進入一個更加高速增長的時期。“GPS應用只是受到人們想象力的限制”。

70年代初，前蘇聯(lián)國防部也提出了全球導航星系統(tǒng)（GLONASS）的方案設想，1978年開始系統(tǒng)設計，1995年系統(tǒng)組網成功并投入運營，建設耗資40多億美元。系統(tǒng)星座由分布3個軌道面上的24顆衛(wèi)星組成，俄軍方控制。GLONASS在系統(tǒng)組成、定位測速原理等方面類似于GPS，但在一些具體技術體制上也與其存在一定的差別。GLONASS可提供軍民兩種導航定位服務，民用精度50米左右，軍碼精度與GPS相當。GLONASS的民用市場應用程度遠不及GPS，但其軍碼系統(tǒng)已在其武器裝備中普遍使用。 由于俄羅斯近年來經濟不景氣，系統(tǒng)補網不及時，隨著星座中衛(wèi)星壽命到期失效，到2002年8月只有5顆衛(wèi)星在軌工作了。其中3顆（1組）為2000年10月發(fā)射，2顆為2001年12月發(fā)射。目前，從高技術戰(zhàn)爭需要出發(fā)，俄羅斯已下決心恢復和進一步發(fā)展該系統(tǒng)。俄政府于2001年8月20日通過了第587號“全球導航系統(tǒng)”聯(lián)邦專項規(guī)劃，明確了在2005年前恢復系統(tǒng)正常工作，并制訂了2010年前 GLONASS發(fā)展的詳細計劃。 歐洲GALILEO計劃，1992年2月提出，擬于2008年建成，計劃投資約28億美元，系統(tǒng)星座由分布在3個軌道面上的30顆衛(wèi)星組成，是歐盟15個國家參與建設的民用商業(yè)系統(tǒng)。GALILEO系統(tǒng)提供3種類型服務，即：面向市場的免費服務，定位精度12-15米；商業(yè)服務，定位精度5-10米；公眾服務，定位精度4-6米。其中后兩種服務是受控和收費服務。歐盟尋求與俄和中國合作，希望分擔其部分經費，以其產品占領市場。 GALILEO系統(tǒng)空間段由30顆（其中3顆為在軌備份）均勻分布在高度23616公里、傾角56°的3個圓軌道面上的中圓軌道（MEO）衛(wèi)星組成，星上裝有導航和搜救載荷。 地面段與GPS和GLONASS相比，增加了對系統(tǒng)差分、增強與完好性監(jiān)測，使得GALILEO具有比上述兩個系統(tǒng)更高的定位精度、可用性和更好的連續(xù)性。因此，GALILEO可以滿足航空、道路交通管理等與人身安全緊密相關的應用要求。

“北斗一號”系統(tǒng)1985年提出，1994年1月批準立項研制建設。系統(tǒng)于2002年1月1日試運行。系統(tǒng)的建成，填補了我國衛(wèi)星導航定位領域的空白，打破了美國、俄羅斯在這一領域的壟斷，使我國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)投資少、見效快，適合我國國情，特別是系統(tǒng)具有監(jiān)控、指揮調度等特點。系統(tǒng)運行后，已經在部隊演習、發(fā)射921飛船、邊境勘察、海軍出訪等多項任務中發(fā)揮了重要作用，受到廣大官兵好評。在民用領域，北斗一號用戶機在交通、鐵路、森林防火等領域進行了試驗，受到國家各有關部門的高度重視，紛紛表示應用的愿望。 “北斗一號”系統(tǒng)是我國自行開發(fā)研制，具有自主知識產權、自主控制的區(qū)域性衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，適合中國的國情，其特點是將定位導航與衛(wèi)星通信集成一體，可為服務區(qū)域內用戶全天候、全天時地提供高精度、快速實時定位和雙向報文通信服務。除了快速定位和短報文通信功能外，它還具有精密授時功能。同時，北斗系統(tǒng)融合了我國自主的GPS衛(wèi)星導航增強系統(tǒng)的信息，可發(fā)布GPS差分改正信息和GPS星座完好性檢測信息，提高GPS定位精度和位置信息的可靠性。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，應用領域正在不斷地開拓，目前已遍及國民經濟各種部門，并開始逐步深入人們的日常生活。　 也許在過去，我們很難感覺到GPS的重要性，因為從前的GPS多用于軍事上，主要用于陸、海、空導航，定點轟炸以及艦載導彈制導。該技術在海灣戰(zhàn)爭及近期反恐戰(zhàn)爭中發(fā)揮了巨大威力。海灣戰(zhàn)爭后，GPS的使用范圍逐漸增大，從軍用逐步走向了民用，并且在汽車領域得到了很大的發(fā)展。于是，當我們第一次開車使用GPS時，對它就開始有了依賴。上圖為GPS導航儀的工作原理。