GPS和GSM , 看似两个不同领域的东西 , 但假如巧妙地加以组合 , 它们将在许多方面改变人们的生活 , 影响人们的生活 。
目前 , 随着社会的进步 , 以及人们物质生活和精神生活水平的不断提高 , 人们越来越希望能即时、准确的知道某些物品、某些人的重要信息 , 如地理位置、移动目标的速度和方向等等 , 因此 , 能实现这种愿望的高科技产品 , 就越来越受到人们的关注和喜爱 。GPS就是这样一种能实现高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、价格可接受的高科技定位产品 。而GSM除了能够提供人们熟悉的语音信息以外 , 它还能在GPS和使用者之间 , 通过数据业务和短消息业务 , 很好的传递控制和定位信息 , 为GPS这种高科技定位产品 , 在民间廉价的应用提供基础 。因此 , GPS和GSM技术结合的产物 , 将最大程度的满足人们对移动目标的跟踪需求 。
英文:“NAVSTAR/GPS”为“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System”的缩写 , 简称GPS , 它的含义是利用卫星测时和测距进行导航 , 从而构成全球卫星定位系统 。现在国际上已经公认:将这一全球定位系统简称为GPS系统 。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位定时系统 , 具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性 。
在很早以前 , 人们就已经开始了定位技术的研究 , 但直到1967年7月29日 , 美国政府公布将海军导航卫星系统(NNSS) , 也称子午卫星(TRANSIT)系统的部分导航电文解密供民间应用后 , GPS这种全球卫星定位系统才真正撩起神秘的面纱 , 被人们所结识、所利用 , 才显示出它巨大的经济价值和社会价值 。
80年代后 , 随着GPS实验卫星和工作卫星的先后升空 , 经过各国科学家和生产厂家的共同努力 , GPS硬件(接收机及各种配件)和软件技术日趋成熟 , 使得GPS的定位精度越来越高 , 观测速度越来越快 , 自动化程度越来越完善 , 价格却越来越低 , 这为GPS的广泛应用 , 开拓了更广阔的前景 。
GPS系统包括三部分:GPS卫星星座(空间部分)、地面控制系统(地面监控部分)、GPS接收机(用户部分) 。
GPS卫星星座(空间部分):
由24颗覆盖全球上空的卫星组成 , 它们均匀分布在6个轨道平面内 , 轨道倾角55度 , 各个轨道平面之间相距60度 , 同一轨道平面上的卫星之间的升交角距相差90度 , 任意轨道平面上的卫星比西边相邻平面轨道上的相应卫星超前30度 。空间部分总投资200亿美元 , 它的实施分成三个阶段:
第一阶段:1974~1978年为方案论证阶段 , 在美国加利福尼亚的范登堡空军基地 , 采用Atlas F火箭 , 从1978年2月22日发射第一颗GPS试验卫星起 , 到1985年10月9日发射完最后一颗卫星 , 共发射了11颗代号为BLOCK-Ⅰ的GPS试验卫星在轨道上 , 运行轨道呈椭圆形 , 长半轴为26560km , 倾角为64° , 轨道高度约20000km 。目前仍有4颗卫星在工作 。
第二阶段:1979~1987年为系统论证阶段 。
第三阶段:1988~1993年为生产实验阶段 。自1989年初开始 , 在美国佛罗里达州肯尼迪空间中心的卡纳维拉尔角基地 , 采用Delta火箭 , 发射了代号为BLOCKⅡR型的第三代GPS试验卫星 , 组成了GPS的卫星星座 。它是由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成 , 称为(21 3)GPS星座 。卫星轨道面有6个 , 长半轴为26609km , 偏心率为0.01 , 倾角为55° , 轨道高度约20200km , 运行周期为11小时58分钟(恒星时12小时) , 载波频率为1575.42MHz和1227.60MHz , 卫星能覆盖地面面积38% , 通过天顶时可见时间为5小时 。在地球表面上的任何时间和地点 , 在高度角15度以上 , 平均可同时观测到6颗以上卫星 。由于卫星对地面的距离和波束覆盖面积基本不变 , 因此在覆盖区域内 , 接收机接收到的信号近似相等 , 这非常有利于定位精度的提高 。
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