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GPS 导航定位技术的新进展

09.20.2010

【GPS资讯网】美国的全球定位系统(GPS)导航卫星正在逐步现代化。GPS从美国空军的导航辅助设备开始,逐渐发展成军民两用的一种重要技术。GPS的精确位置与定时信息,已成为世界范围各种军民用、科研和商业活动的一种重要资源


 

GPS卫星的发展及信号的改进GPS导航卫星自1978年发射以来,其型别已由第Ⅰ,Ⅱ和ⅡA批次发展到ⅡR批次。第Ⅰ,Ⅱ和ⅡA批次卫星共有40颗,是由罗克韦尔公司制造的,而20颗ⅡR批次卫星则由洛克希德·马丁公司制造。波音公司在1996年收购了罗克韦尔的航空航天和防务业务,目前正在制造33颗更先进的ⅡF批次卫星。美国还在考虑发展采用点波束的新一代GPS卫星(GPS-Ⅲ)。


 

GPS从1994年全面工作以来,改进工作一直在进行中。这是因为民用用户要求GPS具有更好的抗干扰和干涉性能、较高的安全性和完整性;军方则要求卫星发射较大的功率和新的同民用信号分离的军用信号;而对采用GPS导航的"灵巧"武器,加快信号捕获速度更为重要。


 

民用GPS导航精度迄今的最大改进发生在2000年5月2日,美国停止了故意降低民用信号性能(称为选择可用性,即S/A)的做法。在S/A工作时,民用用户在99%的时间只有100米的精度。但当S/A切断后,导航精度上升,95%的位置数据可落在半径为6.3米的圆内。


 

GPS卫星发送两种码:粗捕获码(C/A码)和精码(P码)。前者是民用的,后者只限于供美军及其盟军以及美国政府批准的用户使用。这些码以扩频方式调制在两种不同的频率上发射:L1波段以1575.42兆赫发射C/A和P码;而L2波段只以1227.6兆赫发射P码。


 

GPS卫星导航能力最重大的改进将从2003年发射洛克希德·马丁首批ⅡR-M(修改的ⅡR)卫星开始。ⅡR-M卫星将发射增强的L1民用信号,同时发射新的L2民用信号和军用码(M码)。进一步的改进将从发射波音ⅡF批次卫星的2005年开始,ⅡF批次卫星除发射增强的L1、L2民用信号和M码外,将在1176.45兆赫增加第3个民用信号(L5)。在ⅡF发射以前,M码将从发展型过渡到工作型。因为导航卫星星座的发射需要有一段时间,故在轨道上获得全工作能力则要在2007年发射18颗L2民用信号和M码卫星后才能实现。18颗卫星组成的第三个民用信号(L5)的星座预计要到2011年才能发射完。


 

此后,美军将得到抗干扰能力有所增强的新信号--M码。它能发送更大的功率,而不干涉民用接收机。M码还给军方一种新的能力,以干扰敌方对信号的利用,但其细节是保密的。


 

L2民用信号即第二个民用信号称为L2C,使民用用户也能补偿大气传输不定性误差,从而使民用导航精度提高到3~10米。而美军及其盟军因一开始就能接收L1和L2中的P码,故一直具有这种能力。




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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