姓名：楊漢雄
學(xué)號：19011210569
【嵌牛導(dǎo)讀】GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，是美國軍方研制的一套衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星可以向地面廣播的GPS導(dǎo)航定位信號，在美國軍方開放民用頻段后，其成為一種可供無數(shù)用戶分享的信息資源。GPS接收機能對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測及追蹤，在成功捕獲衛(wèi)星后GPS接收機就能接收不同衛(wèi)星的GPS導(dǎo)航信號并進(jìn)行定位解算，用戶只需要要擁有GPS接收機及有關(guān)配套產(chǎn)品就能夠滿足地面、海面和太空空間的廣大的定位需求。
【嵌牛正文】
1 歷史上的測量技術(shù)
????????近代人們廣泛采用的儀器設(shè)備尺：直尺，卷尺來進(jìn)行距離觀測，采用光學(xué)儀器：經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)儀來進(jìn)行方位觀測，到了現(xiàn)代，隨著電磁理論的提出，出現(xiàn)了電磁波或激光測距儀，以及綜合多種技術(shù)的儀器：全站儀等設(shè)備。這些設(shè)備在使用時具有一定的局限性，比如光學(xué)儀器受到地面測站間通視的因素的限制，電磁波設(shè)備和全站儀無法同時精確確定點的三維坐標(biāo)，以及地面測量設(shè)備容易受氣候等條件的限制。
????????隨著航空航天技術(shù)、遙感測繪技術(shù)的發(fā)展及經(jīng)濟全球化的世界貿(mào)易需求，新形勢下的定位技術(shù)要求：（1）提供精確的地心坐標(biāo)(衛(wèi)星和彈道導(dǎo)彈)；（2）提供全球統(tǒng)一的坐標(biāo)；（3）適應(yīng)長距離高精度定位；（4）全天候、快速精確、操作簡便。于是在人造衛(wèi)星的發(fā)射、計算機技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展、通信技術(shù)的發(fā)展的大背景下，美國于1958年提出了第一代衛(wèi)星定位技術(shù)——子午衛(wèi)星系統(tǒng)。
2 GPS的誕生及發(fā)展
? ??????GPS最早出現(xiàn)于1958年美國軍方的子午衛(wèi)星軍用導(dǎo)航系統(tǒng)項目，于1964年正式投入使用。到了20世紀(jì)70代，美國在舊的軍用導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了革新，并將新系統(tǒng)正式命名為GPS即全球定位系統(tǒng)，到1994年，GPS全面建成為一套能夠?qū)崟r、全天候、全球范圍內(nèi)的,為陸地、海上、空中的各類用戶目標(biāo)提供連續(xù)、實時的三維定位、三維速度及精確時間的信息系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)具有三大特點:(1)全球、全天候工作;(2)定位精度高;(3)功能多,應(yīng)用廣。GPS系統(tǒng)由以下三大部分組成:(1)空間部分—由21顆工作衛(wèi)星和三顆在軌備用衛(wèi)星組成GSP星座。(2)地面監(jiān)控系統(tǒng)—由主控站、注人站及監(jiān)測站組成。(3)用戶設(shè)備—GPS接收機。
3 GPS的現(xiàn)代化發(fā)展
????????GPS現(xiàn)代化的提法是1999年1月25日美國副總統(tǒng)戈爾以文告的形式發(fā)表的。文告只提出了幾項民用GPS導(dǎo)航技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，但其整個GPS現(xiàn)代化實質(zhì)是要加強GPS對美軍現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中的支撐和保持全球民用導(dǎo)航領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)地位。隨后美國軍方和波音公司（GPS系統(tǒng)主要制造商）發(fā)表的文章都闡明了他的內(nèi)涵：一是保護(hù)，即GPS現(xiàn)代化是為了更好地保護(hù)美方和友好方的使用，要發(fā)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(qū)以外的民用用戶有更精確更安全的使用。
?????????美國政府指定的GPS現(xiàn)代化計劃更新階段為2000-2030年，主要包含以下三個部分：
????????（1）防止敵方破壞，增加GPS軍用信號的抗干擾能力，增加GPS的軍用無線電信號的強度。
????????（2）防止敵方利用，設(shè)計新的GPS衛(wèi)星型號（ⅡF），設(shè)計新的GPS信號結(jié)構(gòu)，將民用頻道L1、L2、L5，和軍用頻道L3、L4分開。
????????（3）改進(jìn)定位精度，在L2中增加CA碼（2005年），增加L5民用頻道（2007年）。
????????GPS現(xiàn)代化第一階段，發(fā)射12顆改進(jìn)型的GPS BLOCK ⅡR型衛(wèi)星，它們具有一些新的功能。使其能發(fā)射第二民用碼，即在L2上加載CA碼；在L1和L2上播發(fā)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(fā)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(xiàn)代化第二階段，發(fā)射6顆GPS BLOCK ⅡF。GPS BLOCK ⅡF型衛(wèi)星除了有上面提到的GPS BLOCK ⅡR型衛(wèi)星的功能外，還進(jìn)一步強化發(fā)射M碼的功率和增加發(fā)射第三民用頻率，即L5頻道。GPS ⅡF型衛(wèi)星的第一顆的發(fā)射不遲于2005年。到2008年在空中運行的GPS衛(wèi)星中，至少有18顆 ⅡF型衛(wèi)星，以保證M碼的全球覆蓋。到2016年GPS衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)全部以ⅡF衛(wèi)星運行，共計24+3顆。
????????GPS現(xiàn)代化計劃的第三階段，發(fā)射GPS BLOCK Ⅲ 型衛(wèi)星，在2003年前完成代號為GPS Ⅲ的 GPS完全現(xiàn)代化計劃設(shè)計工作。目前正在研究未來GPS衛(wèi)星導(dǎo)航的需求，討論制定GPS Ⅲ 型衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)安全性、可靠程度和各種可能的風(fēng)險，計劃在2008年要發(fā)射GPS Ⅲ 的第一顆實驗衛(wèi)星。計劃用近20年的時間完成GPS Ⅲ 計劃，取代目前的GPS Ⅱ。
????????在全球科技全面發(fā)展的當(dāng)下，GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)也被應(yīng)用到了各個領(lǐng)域，GPS定位能結(jié)合地圖系統(tǒng)進(jìn)行車輛的道路交通的導(dǎo)航；建立全球的GPS框架，從而對遠(yuǎn)洋航行、國際航班、航空航天等進(jìn)行實時的監(jiān)控及導(dǎo)航；板塊運動和監(jiān)測；布設(shè)城市控制網(wǎng)、工程測量控制網(wǎng)，進(jìn)行各種工程測量等；在時下熱門的無人機技術(shù)中，GPS定位技術(shù)在整個無人機系統(tǒng)中也起著至關(guān)重要的作用；2017年我國衛(wèi)星導(dǎo)航及其有關(guān)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值已超過2000億元，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)定位技術(shù)是實施“中國制造2025”強國戰(zhàn)略計劃的關(guān)鍵一環(huán)。以GPS為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今國際公認(rèn)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。
4 我國衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展
????????中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（英文名稱：BeiDou Navigation Satellite System，簡稱BDS）是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會已認(rèn)定的供應(yīng)商。
????????北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航核心供應(yīng)商之一，目前在軌衛(wèi)星已達(dá)39顆。從2017年底開始，北斗三號系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入了超高密度發(fā)射。目前，北斗系統(tǒng)正式向全球提供RNSS服務(wù)，在軌衛(wèi)星共39顆。2019年還將再發(fā)射5-7顆，2020年再發(fā)射2-4顆衛(wèi)星后，北斗全球系統(tǒng)建設(shè)將全面完成。
????????隨著北斗系統(tǒng)建設(shè)和服務(wù)能力的發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報、測繪地理信息、森林防火、通信時統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域，逐步滲透到人類社會生產(chǎn)和人們生活的方方面面，為全球經(jīng)濟和社會發(fā)展注入新的活力。
????????衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是全球性公共資源，多系統(tǒng)兼容與互操作已成為發(fā)展趨勢。中國始終秉持和踐行“中國的北斗，世界的北斗”的發(fā)展理念，服務(wù)“一帶一路”建設(shè)發(fā)展，積極推進(jìn)北斗系統(tǒng)國際合作。與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)攜手，與各個國家、地區(qū)和國際組織一起，共同推動全球衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)發(fā)展，讓北斗系統(tǒng)更好地服務(wù)全球、造福人類。
