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          什么是全球定位系統

          文章主題:天文歷法  文章來源:文化雜談  發布時間:2018-04-03 17:45:12

          進入信息時代后,人們提出了與信息社會相適應的數字地球的新概念。這一新概念旨在把地球上每時每地發生的一切事件都以數字的形式儲存起來,提供給人們。事件發生的時間看看手表就行了,但要測出事件發生地點的經緯度就不太容易了。早先都是通過天文觀測得到的,既費時又費事,而且只能得到觀測點的經緯度而得不到高度。20世紀70年代,美國開發出第一代衛星定位系統,叫子午衛星導航系統,采用多普勒定位原理,通過接收衛星播出的信號確定地面觀測點的位置,這些信號包括標準時間和此時衛星的空間位置,地面觀測點用多普勒原理確定出此時衛星與觀測點的相對位置,從衛星播出的信息和地面觀測點測出的衛星位置,可以得出地面觀測點的位置。多普勒人衛測地為當時的測地事業做出了很大貢獻,但這種方法存在著定位精度不高、速度慢、用途不廣等缺陷。

          20世紀80年代,美國開發出更先進的全球定位系統(globalpositioningsystem,gps)。gps有21顆工作衛星和3顆備用衛星,均勻分布在地球上空,衛星高度約兩萬千米,圓軌道,約半天繞地球一周。地球任何一點,每時每刻能同時接收到最少4顆,最多11顆衛星的信號,這些衛星上都有高精度的原子鐘,而且確保它們的運行同步,誤差不超過0.0000001秒。衛星不間斷地發播標準時間和實時衛星軌道參數、衛星在空間的位置。gps接收機內也有一臺與衛星上的時間同步的鐘。gps接收機通過機內專用電腦對同時收到衛星的信號進行處理,瞬間就可得到衛星此時距觀測點的距離,然后給出觀測點的地理位置。

          gps是一個龐大的測地系統,需要巨大的人力、物力和財力的支持。美國開發這項技術的主要目的是為軍事服務。在1989年的海灣戰爭、1999年的波黑戰爭,美國人都使用了gps,使美軍能在茫茫的沙漠中順利地行動,導彈像長了眼睛,準確無誤地攻擊目標。

          今天,gps不僅用于導彈、飛船的導航定位,也廣泛用于飛機、汽車、船舶的導航定位。如果需要知道哪個地點的經緯度和高度,只要把gps接收機放到那里,打開電源和天線,幾秒鐘就可以從屏幕上讀出該點的經緯度和高度。gps接收機與電子地圖相配,從電子地圖上能顯示出所在的位置。把電子地圖安裝在汽車上,打開gps接收機,可以隨時顯示出汽車所在的位置。對于船舶和飛機來說,gps的優越性更為突出,以前通過地面導航臺發射的電波導航,誤差可達數百米,如遇高山,電波受阻,導航誤差更大,而gps-次定位誤差不超過50米,如果接收精碼,誤差不超過5米,甚至更少。此外,公安、銀行、醫療、消防等部門用它建立監控、報警、救援系統,企業用它建立現代物流管理系統,農業、林業、環保、資源調查、物理勘探、電信等部門也都開始使用衛星導航定位。

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