美国新型GPS卫星的发射成功及GPS技术的发展

未知 2014-08-04

        格林尼治时间2日凌晨,美国空军从佛罗里达州发射一颗新型GPS(全球定位系统)卫星GPS2F-7进入太空轨道。据悉,这是美国今年第3次成功发射GPS卫星,2F-7是12颗新卫星发射计划中的第7颗,目的是进一步强化美国空军的GPS卫星星座。该卫星降价9月中旬开始运作,用语替代一颗已经运转了22年的卫星,该新型GPS卫星运转起来后,将大大提高导航的精度、更强的抗干扰信号及一种新的商业汗孔搜索和营救信号。
 
      目前,除了GPS2F-7外,已经有6颗GPS2F卫星在环绕地球轨道运行,每颗先进卫星被设计在轨道上运转至少12年。截至2013年12月,美国在轨GPS卫星数达到32颗,其中工作星达到了31颗,包括8颗GPS-2A卫星,12颗GPS-2R卫星,7颗GPS-2RM卫星,4颗GPS-2F卫星。GPS2F-7任务主管沃尔特·劳德戴尔表示,下一颗GPS2F卫星计划在10月下旬发射,另一对GPS2F卫星预计于2015年发射。《佛罗里达今日报》称,这是自1993年美国空军最初配置GPS卫星星座以来最积极的发射活动日程。
 
        从历史上面来看,GPS的发展从早期为了满足于军事上的原始用途,到现在的军事、民用的广泛应用。下面简单的介绍下GPS技术的进程:
 
第一代GPS技术
        1989年2月14日,第一颗GPS工作卫星成功发射,正式组网的工作卫星为Block II批次,在1989到1990年间,使用Delta II火箭发射了9颗Block II批次的GPS卫星。1989年在轨GPS停止服务两星期进行高频振动的SA验证,1990年3月到8月更是长时间进行SA技术验证。由于采用SA技术,民间用户对定位精度不满之余,差分GPS定位,实时载波相位跟踪技术等技术应运而生。
        由于GPS系统还没有建成,美军的军用GPS接收机也在测试阶段装备数量不足,出于应急军方临时从Trimble公司采购了10000台,从Magellan公司采购了3000台民用GPS接收机装备部队。不过即使如此,自1991年7月起所有GPS卫星仍正式全部使用SA技术,将定位精度降低到100米。
        1990年末开始,开始Block IIA卫星的发射,到1997年为止发射了19颗Block IIA卫星。1993年12月美国宣布GPS卫星导航定位系统具备初步作战能力,美国还宣布对民用用户10年内免收任何费用。截止1994年3月10日发射了15颗Block IIA卫星,预定的24颗卫星全部发射完毕,再经过大约1年时间的调试,1995年4月GPS系统宣布具备完全作战能力。不过,在此之前,GPS早已广泛用于军用和民用了。
 
第二代GPS技术
        1996年一件对GPS影响深远的事情是美国通信委员会颁布了行政性命令E911,硬性要求建设公众安全无线网络,也就是无论在任何时间和地点都能通过手机信号追踪到用户。这对运营商来说是资金和技术上的噩梦,但极大促进了GPS导航定位系统的广泛应用。
     随着3G通讯的发展,所有CDMA系统均使用GPS进行授时,尤为体现了GPS系统对民用产业的重要性,此
外电力系统,金融系统的授时目前也广泛采用GPS的卫星信号。车载GPS定位,手机定位,也是很常见GPS应用方式,至于用于测绘勘探,更是最早GPS的应用领域
       1997年,美国开始GPS Block IIR卫星的发射,尽管1月17日首颗GPS IIR卫星发射失败,截止2004年11月6日,此后的12颗卫星都顺利发射升空。2000年美国取消了对GPS卫星民用信道的SA干扰信号,民用GPS的定位精度达到平均6.2米的实用化水平,从而掀起GPS产业和应用热潮。
 
第三代GPS技术
        GPS III卫星将改善定位导航和授时服务精度,实现更先进的抗干扰能力,还将增加新的民码信号。GPS Block III卫星将能提供高达0.63米的定位精度,同时还具有交叉连接的指挥控制体系,从一座地面控制站就能对整个星座同时进行升级。Block III卫星还将使用点波束天线,彻底完善军用M码的抗干扰功能。



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