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GPS应用历史背景和专业知识 有哪些?

上世纪五十年代后期,美国出于自身的政治、军事和经济利益的考虑,开始研制卫星导航系统,经过三十多年的努力,耗资300多亿美元,终于建成了上世纪航天史上最成功、最有意义的工程之一——全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS),成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后第三项庞大工程,GPS能连续、实时、高精度地为用户提供三维位置、三维速度和时间信息,并能覆盖全球和全天候工作。

1994年4月3日,24颗Block-II型工作卫星发射完毕,系统投入全面运行。GPS最初主要用于军事和涉及国家重要利益的民用领域,可实现飞机舰船的导航、部队调动、军事目标定位、武器的精确制导等,特别是在沙漠风暴和对科索沃的轰炸这两场典型高技术战争中,GPS大量用于巡航导弹的制导,打击目标的选择,甚至地面士兵都随身携带便携式定位装置,可以说,GPS是现代高技术武器的眼睛。

鉴于GPS的军事上非凡的表现和巨大的实用价值,美国总统克林顿颁布法令,将GPS向民用领域免费开放,同时在2000年5月1日起停止S/A政策,对民用码不加干扰,使民用定位精度大大提高。 另外,前苏联也发展了自己的全球定位系统:Glonass,同样也免费向民用市场开放使用;国际通信协会也有类似GPS的系统。相信不远的将来,我们也能享受到我国自己的卫星定位系统给我们带来的方便。 现在GPS已发展成为一个高速成长的产业,广泛应用于车辆定位、航海航空、测量等民用行业,特别是移动目标的定位监控、防盗报警和指挥调度。据美国GPS行业协会统计,98年GPS市场为50亿美元,由于移动通信的发展和对民用卫星码不加扰,2000年将是增长3倍。

GPS技术在国内刚刚起步,具有广阔的应用前景,其应用热点已从前几年的渔业领域转入车辆应用,尤其是车辆定位监控和指挥调度应用,通信、INTERNET突飞猛进的发展,针对位置的信息服务也将走上快车道。

GPS专业知识

全球定位系统(以下简称GPS)是由24颗卫星及他们的地面部分组成的、全球性的无线导航系统。它是通过跟踪作为动态已知参考点的人造卫星求得星站距离采用交会法获得点位坐标的。通常精度只在米级左右, 而事实上可以用GPS比较科学的方法来获得优于厘米级的测量精度。  

GPS定位系统由于其定位的高度灵活性和常规测量无法比拟的高精度,成为测量学科中革命性的变化。因为测量点位不象经典三角测量一样有等级之分,不存在误差的积累,测点可以在真正需要的地方进行,无需过渡点,点间不需要有造标,通视等问题的考虑。而且观测点位又不与重力场发生关系,避免了复杂的归算。这种布网方式可以把平面及高程同时求出,而不需要平高分开。

感觉上这种测量方式就好象是将地面上每平方米都赋予卫星上每一个唯一的地址,只要你对号入座就好了。GPS接收机已经进入了模型集成化的的阶段,因此其使用效益已变的非常可观。同时也使这样技术能够被每个人利用并获得利益。

今天,GPS已经应用到了各个领域,如:汽车、飞机、轮船、建筑、移动制导、农业甚至有赶超计算机的的趋势。很快GPS将成为人们生活中最基本的、如同电话样的生活必须品。可能对于人类来说,试图证明他们现在在哪里、将要到哪里去是一个最古老的需要解决的问题。所以导航和定位对人类的许多活动都是至关重要的。

然而其中过程却总是令人相当费解和纷乱的。许多年以来各种各样的技术都曾经努力简化这个问题,但是好象每一种方案都有其许多不可避免的缺点。最终,美国国防部决定:美国军队必须拥有更好的、世界范围内的定位精度。并且他们确实有足足的12亿美金的财力去发展这样一个确实很好的东西。这个伟大的工程的结果即是全球定位系统,从此永远的改变了导航的历史。也就有了今天的3S技术完善。

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