GPS定位系统概述
目錄
一,子午衛星系統
二,GPS全球定位系統
三,其他衛星導航定位系統
一,子午衛星系統
? ? ? ? 早在GPS定位系統之前,美國的第一代衛星導航系統為----子午衛星系統,該系統在1964年正式建成并投入使用,該系統由分布在六個軌道面上6顆衛星組成,軌道高度1075Km,每個軌道面的軌道傾角幾乎為90°,即幾乎是圓形的基地軌道,每個軌道面的夾角為30°。該系統采用多普勒頻率測量的方法進行導航定位。該系統一次定位所需定位時間較長,并且隨著用戶所處的維度不同,定位時間長度也不盡相同,其中最差的情況下用戶等待的時間能夠長達8-10h,嚴重阻礙了該系統發展和使用。因此新的導航定位系統展開投入和研制。
二,GPS全球定位系統
? ? ? ? 由于子午衛星系統的局限性,在1973年美國開始計劃研制新導航定位系統----GPS定位系統,經過20年的努力,在1993年該系統初步建成并投入使用,此時該系統一共有24顆衛星組成,其中包含Block I 實驗衛星和Block II ,Block IIA型工作衛星。GPS導航星座建成后,利用C/A碼進行導航定位,也能夠獲得很高的定位精度,因此美國考慮到GPS在軍用領域的巨大用途,為防止敵方利用GPS危害美國國家安全,因此美國國防部從規定在所有的工作衛星上實施SA技術,即認為的降低導航系統的精度,具體技術手段有兩個:
? ? ? ?1.?技術,在衛星的廣播星歷中人為的加入誤差,以降低衛星星歷的精度。
? ? ? ?2.?技術,有意識的使衛星鐘頻中加入一種偽隨機過程的快速變化。
? ? ? 另一方面,美國國防部為防止敵方對GPS衛星信號進行電子欺騙和電子干擾,因此又實施了AS政策,其具體的做法是在GPS的P碼上加上了嚴格保密的W碼,經過模二加后產生完全保密的Y碼。AS政策雖然是一種防衛性的措施,但是側面也限制了非特許用戶使用Y碼的可能性,從而無法獲取高精度的測距碼,大大降低了導航精度。
? ? ? 后來俄羅斯管理的GLONASS衛星導航系統宣布不會實施SA政策,所以其導航系統的定位精度比使用了SA政策的GPS系統定位精度要高得多,美國政府為防止大量的客戶流失,在隨后的1995年宣布中止實施SA。
? ? ? 由于衛星導航系統在軍事和民用的各個領域發揮著越來越大的作用。而原有的的GPS系統又存在諸多的不足,如:1,在隱蔽地區難以接收到衛星信號;2,C/A碼和P碼能量集中在中心頻率附近容易受到人為干擾;3.L2載波上未調制測距碼,導致普通用戶無法進行雙頻電離層延遲改正影響定位精度等。因此在后續的Block IIR-M以及Block IIF型號的導航衛星L2 載波上調制了C/A碼,后來有改為了L2C碼,使得民用用戶也可以使用雙頻觀測提高定位精度。在后來在Block IIF之后的GPS導航星上又增加了L5信號,這樣對于非軍方用戶可以使用三頻定位。
三,其他衛星導航定位系統
? ? ? ?除GPS以外全球定位系統還有俄羅斯的GLONASS和中國的北斗BDS以及歐盟的伽利略GALILEO。其中GLONASS采用頻分多址技術,每顆衛星發射的頻率均不相同,頻率間隔0.625MHz。其他區域性的導航定位系統還有印度的IRNSS以及日本的QZSS。
總結
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