正文 第65章 GPS衛星導航(1 / 1)

自從人造衛星出現以後,科學家們很自然地想到,衛星也是一顆星,而且每天都在頭頂上轉,如果用衛星來導航,應該是一種很合適的方式。早在1958年美國就開始研究衛星導航,到1964年研究出第一代導航衛星,叫做子午儀導航衛星。這個係統包括6顆衛星,在不同的軌道麵上圍著地球旋轉。當接收機接收到衛星的信號後,可以測算出自己的位置。這種係統大約每一個半小時有一次觀測機會,確定地麵位置的誤差是40米,主要供艦船和潛艇導航使用。因為船隻在大海上航行,定位誤差40米對艦船來說已經相當不錯了,導航衛星研製出來以後受到了海軍的歡迎。但是這種衛星也有不足之處,由於衛星軌道比較低,大約在1000千米,壽命比較短,衛星數量少,不能連續地導航,所以後來又研究了更好的衛星定位係統。

子午儀導航衛星是提供導航服務的,屬於第一代。現在已經發展到了第二代,就是全球定位係統,英文縮寫為GPS。全球定位統是美國國防部發射的一種衛星無線電定位導航與報時係統,這個係統由三部分組成,一部分是衛星,一共有24顆同時在空中運轉,它分布在6個軌道上,這就保證在地球上各個地方都能收到衛星的信號。

第二部分是地麵台站,衛星在運行中地麵台站對它進行不斷地測量,同時把導航數據輸入到衛星裏。

第三部分是用戶部分,用戶有一個GPS接收機,接收衛星的信號,就可以確定自己在地球上的位置,用經緯度來表示。

由於衛星的數量比較多,分布也比較廣,保證在世界上任何地點的用戶,利用衛星接收機可以同時接收到4顆衛星發布的信號。根據4顆衛星發布的信號就能夠很準確地計算出用戶在地球上的位置。美國發射定位衛星主要是為了軍用,同時也兼顧民用。為此,它發出兩類信號:一類信號叫做精碼,精確的導航數據,專供軍用;另一類叫粗碼,精確度較低,供給民用。接收精碼信號,確定地麵位置的精度可以達到3~5米,接收粗碼,定位精度隻能達到20~30米。

目前,世界上很多國家都可以生產GPS接收機,為了保密,美國對自己國家的軍隊發的信號是帶密碼的精確信號,其他用戶包括美國以外的用戶隻能接到粗碼信號。盡管粗碼精度已經降低了,美國還嫌不夠,又采取了一些措施降低粗碼信號的定位準確度,所以一般用戶,接收到美國的定位衛星的信號,定位的精度隻能達到100米左右。

由此可見,美國發射定位衛星雖然全世界任何國家都可以使用,但是由於它在技術上采用了保密措施,所以別的國家使用時,定位的精度較低,而它自己國家的軍隊使用時定位的精度高。一旦打起仗來,美國還可能進一步降低民用導航衛星的定位精度,甚至可能關閉衛星信號,目的是不能讓敵方得到利用。因此,不能單純依賴這種衛星作為自己國家軍隊的車船、飛機導航使用。目前許多國家,特別是俄羅斯和歐洲的一些國家,都在研究並發射自己國家能夠控製使用的衛星定位係統。

全球定位係統的應用範圍是很廣的,在軍事上,各種交通工具都可以用。它還可以用在行進中的艦船、飛機和車輛上。邊航行,邊接收信號確定自己的位置,這種導航方式叫做動態導航。第一代衛星就做不到這一點,接收機隻能在固定的情況下使用。

由於電子技術的發展,可以把地圖進行數字化存到微機裏。當把電子地圖和衛星定位結合起來使用,對軍隊作戰行動就更加方便了。因為衛星定位隻能確定用戶所在地點的位置,也就是經緯度。而用地圖還可以看到地麵的地形等許多情況,把電子地圖和GPS接收機結合使用的設備已經研究成功。可以把它裝到飛機或汽車上,在熒光屏上顯示出地圖,同時把自己的位置也顯示在地圖上。汽車邊行走,代表汽車的光點就在電子地圖上移動,隨時隨地都可以知道自己在地圖上的位置,這對作戰或行軍都很方便。另外,由於電子技術的發展,GPS接收機的體積可以造得很小,甚至於可以把它放在自動導航的武器裏,比如巡航導彈。導彈安裝衛星接收機,可以自己定位,自己尋找目標。無人偵察機裝上GPS導航接收機,也可以很精確的確定目標的位置,這樣就更增加了偵察的準確性。甚至於在偵察衛星上也可以放上GPS接收機,這樣它就可以不斷報告自己的位置,以及它所偵察到的地麵目標的準確位置,為武器的攻擊提供了可靠的依據。GPS接收機在軍隊中應用非常廣泛,不僅用在各種運動的車輛、艦船、飛機上,而且每個步兵都可以佩戴這種接收機,作戰時能夠準確地找到攻擊目標,不會迷失方向。