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      GPS衛星現代化_資料_環天世紀/HTGNSS

      2016-05-02 21:55:02 環天世紀HTGNSS 閱讀
      環天世紀/HTGNSS資料】

       Global Position System(簡稱GPS)是美國研制的導航、授時和定位系統。它由空中衛星、地面跟蹤監測站、地面衛星數據注入站、地面數據處理中心和數據通訊網絡等部分組成。用戶只需購買GPS接收機,就可享受免費的導航、授時和定位服務。

        全球定位系統技術現廣泛應用于農業、林業、水利、交通、航空、測繪、安全防范、軍事、電力、通訊、城市管理等部門。

        一、GPS衛星現代化的提出和內涵

        GPS現代化的體法是1999年1月25日美國副總統以文告的形式發表的。文告只提出了幾項民用GPS導航技術的改進和發展,但其整個GPS現代化實質是要加強GPS對美軍現代化戰爭中的支撐和保持全球民用導航領域中的領導地位。隨后美國軍方和波音公司(GPS系統主要制造商)發表的文章都闡明了他的內涵:一是保護,即GPS現代化是為了更好地保護美方和友好方的使用,要發展軍碼和強化軍碼的保密性能,加強抗干擾能力;二是阻止:即阻擾敵對方的使用,施加干擾,施加SA,AS等;三是保持,即是保持在有威脅地區以外的民用用戶有更精確更安全的使用。

        目前在軌道上的28顆衛星運行正常。其中的26顆是屬于GPS BLOCK ⅡA型,預計可以再正常運行2年,至2002年初,即由原計劃的5年壽命延長到10.6年,其中的兩顆BLOCK ⅡR型號的GPS衛星正在軌道上正常運行,其中的一顆是1999年10月7日才發射的。

        最新型的BLOCK ⅡF以有六顆進入了工廠生產線,其中的第一、第二顆計劃在今年發射。

        二、GPS現代化計劃中的軍事部分

        美國提出GPS現代化的基本目的是滿足和適應21世紀美國國防現代化發展的需要,這是GPS現代化中第一位的,根本的。具體地說,GPS現代化是為了更好地支持和保障軍事行動。引用美軍一名將領的原話:在軍事行動的,或有危險的,或有威脅的環境下,要求GPS能對作戰成員的戰斗力提供更好的支持,對他們的生命提供更安全的保障,能有助于各類武器發揮更有效的作用。

        美國經過調查認為,軍事用戶對GPS的需求大體有以下4個主要方面。

        1、在今后“信息戰”“電子戰”的背景下,GPS必須要有更好的抗電子干擾能力;

        2、要有安全的GPS使用范圍,這包括兩方面的含義,一是GPS用戶能安全使用,二是對不同類型GPS用戶要有不同使用范圍,要區別對待;

        3、GPS用戶要有更短的首次初始化時間;

        4、和其他軍事導航系統和各類武器裝備要相互配適。

        使用美國GPS精碼P(Y)的除美國軍方以外,目前美國軍方授權所在國家和地區的軍方使用的有27個。其中主要是北約國家的軍方,在授權亞太地區軍方使用的國家和地區主要有:韓國、中國臺灣、日本、新加坡、沙特阿拉伯、科威特、泰國等。

        GPS除了在各類運載器(包括載人和火器)的導航和定位方面發揮了巨大作用外,在對戰斗人員的支持和援助中發揮了關鍵性作用,因此評價極高。

        在上述軍事用戶需求調查的基礎上,美國軍方和情報部門在1999年6月作出以下4項GPS現代化的響應技術措施。

        1、增加GPS衛星發射的信號強度,以增加抗電子干擾能力。

        2、在GPS信號頻道上,增加新的軍用碼(M碼),要與民用碼分開。M碼要有更好的抗破譯的保密和安全性能。

        3、軍事用戶的接受設備要比民用的有更好的保護裝置,特別是抗干擾能力和快速初始化功能。

        4、創造新的技術,以阻止和阻擾敵方使用GPS。

        三、GPS現代化計劃中的民用部分

        為更好地民用導航、定位、大氣探測等方面的需求,美方認為他大體有以下5個主要方面。

        1、改善民用導航和定位的精度;

        2、擴大服務的覆蓋面和改善服務的持續性;

        3、提高導航的安全性(integrity),如增強信號功率,增加導航信號和頻道;

        4、保持GPS在全球定位系統中技術和銷售的領先地位;

        5、注意和現有的和將來的民用其他空間導航系統的匹配和兼容。

        基于上述需求,美方擬采取的措施有:

        在一年一度評估的基礎上,決定是否將SA信號強度降為零。停止SA的播放,將使民用實時定位和導航的精度提高3―5倍。這已在今年5月1日零點開始實行。這里要說明一點,美國軍方已經掌握了GPS施加SA的技術,即GPS可以在局部區域內增加SA信號強度,使敵對方利用GPS時嚴重降低定位精度,無法用于軍事行動。

        在L2頻道上增加第二民用碼,即CA碼。這樣用戶就可以有更好的多余觀測,以提高定位精度,并有利于電離層的改正。

        增加L5民用頻率,這有利于提高民用實時定位的精度和導航的安全性。

        四、GPS現代化計劃的進程安排

        GPS現代化第一階段

        發射12顆改進型的GPS BLOCK ⅡR型衛星,它們具有一些新的功能。既能發射第二民用碼,即在L2上加載CA碼;在L1和L2上播發P(Y)碼的同時,在這兩個頻率上還試驗性的同時加載新的軍碼(M碼);ⅡR型的信號發射功率,不論在民用通道還是軍用通道上都有很大提高。

        GPS現代化第二階段

        發射6顆GPS BLOCK ⅡF(“ⅡFLite” )。GPS BLOCK ⅡF型衛星除了有上面提到的GPS BLOCK ⅡR型衛星的功能外,還進一步強化發射M碼的功率和增加發射第三民用頻率,即L5頻道。GPS ⅡF型衛星的第一顆的發射不遲于2005年。到2008年在空中運行的GPS衛星中,至少有18顆 ⅡF型衛星,以保證M碼的全球覆蓋。到2016年GPS衛星系統應全部以ⅡF衛星運行,共計24+3顆。

        GPS現代化計劃的第三階段

        發射的GPS BLOCK Ⅲ 型衛星,在2003年前完成代號為GPS Ⅲ的 GPS完全現代化計劃設計工作。目前正在研究未來GPS衛星導航的需求,討論制定GPS Ⅲ 型衛星系統結構,系統安全性、可靠程度和各種可能的風險,計劃在2008年要發射GPS Ⅲ 的第一顆實驗衛星。計劃用近20年的時間完成GPS Ⅲ 計劃,取代目前的GPS Ⅱ。

      編輯:51GPS  來源:51GPS.com
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