美国GPS发展简史

1、据美国防务新闻网的报道，今年5月美国将发射新的GPS IIF卫星，将有效缓解GPS卫星不足的问题。与此同时新一代GPS III卫星研制也获得巨大进展，该卫星彻底实现了军码和民码的分离，为屏蔽民码大开方便之门，这意味着那些利用GPS民码制导的武器将可直接被掐断定位信号。美国早期的的卫星定定位耗时时太长，只只能是给给核潜艇艇定位用用用。长期以来，判判别敌我我位置就就是各国国军队迫迫切渴求求的能力力。在古古代即使使是绘制制粗糙的的地图也也是将领领们的无无价之宝宝，到了了近代出出现了绘绘制等高高线经纬纬度的高高精度地地图，随随着19957年年苏联SSputtnikk-1人人造卫星星发射成成功，人人类的

2、眼眼光又投投向了天天际。119588年，美美国海军军开始研研制子午午仪卫星星定位系系统，119600年开始始发射卫卫星并于于19664年正正式投入入使用。尽尽管这个个为核潜潜艇开发发的定位位系统具具有诸多多弊端，如如无法确确定高度度信息，定定位时间间长，无无法连续续导航，无无法提供供高度信信息，难难于修正正电离层层延迟误误差等，但但对比传传统定位位方式已已经是一一场革命命了。美国海军对对此不足足提出了了Timmatiion计计划，试试验了星星载原子子钟，TTimaatioon计划划为海军军舰艇尤尤其是核核潜艇提提供低动动态的22维定位位服务；同期美美国空军军提出了了6211B计划划，使用用伪随

3、机机码为基基础的测测距原理理，6221B计计划为空空军提供供高动态态3维服服务。119733年美国国国防部部将海空空军的方方案合二二为一，建建立国防防导航卫卫星系统统(DNNSS)，这是是现有GGPS正正式的源源头。此后不久，DDNSSS改名为为Navvstaar，即即授时和和测距导导航卫星星或者说说是全球球定位系系统(NNaviigattionn Siignaal TTimiing andd Raangiing/Glooball Poosittionningg Syysteem)，后后来简称称GPSS。但是是授时功功能始终终是GPPS的核核心功能能之一，这这也是从从CDMMA通信信到电力力系

4、统都都大量采采用GPPS的重重要原因因。由中国生产产的民用用GPSS接收机机，这些些都受到到SA技技术的限限制。GPS的测测试阶段段 最初的GPPS计划划将244颗卫星星分置于于夹角1120的三个个轨道面面上，每每个轨道道面上88颗卫星星，这样样的轨道道设置保保证地球球上任一一点能观观测到669颗颗卫星，从从而实现现足够的的定位精精度。GGPS从从19778年到到19885年，从从范登堡堡空军基基地用AAtlaas FF火箭发发射111颗Bllockk I批批次的试试验卫星星，其中中发射失失败1颗颗，这个个阶段验验证了地地面接收收机，地地面跟踪踪网络和和GPSS卫星的的定位能能力的可可靠性，其

5、其结果令令人满意意。降低民用精精度的SSA技术术 1983年年韩国0007号号客机导导航系统统故障误误入苏联联领空被被击落后后，美国国总统里里根宣布布一旦GGPS建建成将开开放给公公众使用用，从而而开启GGPS民民用的大大门。GGPS卫卫星将发发射两种种不同的的测距码码，即军军用的PP码和民民用的CC/A码码，分别别对应精精密定位位服务(PPSS)和标标准定位位服务(SPSS)。由由于C/A码无无法用双双频技术术消除电电离层折折射影响响，美国国技术人人员预测测定位精精度会在在百米级级别。不不过测试试表明CC/A码码定位精精度远高高于预测测值，能能达到114米左左右，美美国军方方不得不不认真评评

6、估C/A的影影响。119844年，确确定了保保护美国国国家安安全的两两大措施施：防止止地方对对军用的的P码进进行干扰扰的ASS(annti-Spooofiing)技术和和降低CC/A码码定位精精度的选选择可用用性(SSA:SSeleectiive Avaailaabillityy)技术术。GPS正式式组网的的工作卫卫星为BBlocck III批次次。GPS与海海湾战争争 1989年年2月114日，第第一颗GGPS工工作卫星星成功发发射，正正式组网网的工作作卫星为为Bloock II批批次，在在19889到119900年间，使使用Deeltaa III火箭发发射了99颗Bllockk III批次

7、的的GPSS卫星。119899年在轨轨GPSS停止服服务两星星期进行行高频振振动的SSA验证证，19990年年3月到到8月更更是长时时间进行行SA技技术验证证。由于于采用SSA技术术，民间间用户对对定位精精度不满满之余，差差分GPPS定位位，实时时载波相相位跟踪踪技术等等技术应应运而生生。1999019991年的的第一次次海湾战战争中，美美军装备备的GPPS系统统展示相相对于传传统定位位系统极极为精确确与方便便的性能能，引起起了世人人的瞩目目。美国GPSS制造商商对SAA技术的的不满 颇具讽刺意意味的是是，由于于GPSS系统还还没有建建成，美美军的军军用GPPS接收收机也在在测试阶阶段装备备数

8、量不不足，出出于应急急军方临临时从TTrimmblee公司采采购了1100000台，从从Maggelllan公公司采购购了30000台台民用GGPS接接收机装装备部队队。不过过即使如如此，自自19991年77月起所所有GPPS卫星星仍正式式全部使使用SAA技术，将将定位精精度降低低到1000米。在海湾战争争GPSS应用的的刺激下下，19991年年初俄罗罗斯政府府宣布GGLONNASSS将全面面支持民民用，不不对用户户进行收收费，而而且没有有美国方方面的SSA技术术限制。119911年前，出出口美国国之外的的GPSS终端都都需要许许可证，美美国商务务部几乎乎将所有有的GPPS设备备都定义义为军用

9、用，严重重损害了了美国GGPS制制造商的的竞争力力。在美美国GPPS制造造商联合合的美国国GPSS工业委委员会(USGGIC)的努力力下，119911年后99月1日日后美国国商务部部不再对对民用GGPS出出口进行行许可证证限制，不不过SAA政策仍仍然让美美国GPPS制造造商极为为不满，俄俄罗斯GGLONNASSS不进行行任何限限制的措措施更是是令不满满火上浇浇油。1995年年GPSS系统完完全建成成 1990年年末开始始，开始始Bloock IIAA卫星的的发射，到到19997年为为止发射射了199颗Bllockk IIIA卫星星。19993年年12月月美国宣宣布GPPS卫星星导航定定位系统统

10、具备初初步作战战能力，美美国还宣宣布对民民用用户户10年年内免收收任何费费用。截截止19994年年3月110日发发射了115颗BBlocck IIIA卫卫星，预预定的224颗卫卫星全部部发射完完毕，再再经过大大约1年年时间的的调试，119955年4月月GPSS系统宣宣布具备备完全作作战能力力。不过过，在此此之前，GGPS早早已广泛泛用于军军用和民民用了。GPS全球球卫星定定位系统统由244颗卫星星组成，定定位快且且覆盖全全面。GPS定位位已走近近手机之之中，真真正开始始普罗大大众。GPS工业业委员会会的胜利利 尽管GLOONASSS系统统由于俄俄罗斯的的经济困困境未能能及时投投入使用用，卫星星

11、性能也也不尽人人意，但但是对GGPS的的刺激还还是不小小的，更更何况GGPS的的广泛民民用背景景下SAA政策显显得尤为为刺眼，美美国GPPS工业业委员会会也一直直大力推推动关闭闭SA。119966年，美美国总统统克林顿顿正式发发布了国国家GPPS政策策(PDDD)，明明确表示示美国在在保护国国家安全全和对外外政策利利益的同同时，推推动GPPS全球球卫星导导航系统统的应用用，增强强美国民民用卫星星导航系系统工业业的竞争争力，为为此美国国政府还还承诺110年内内中止使使用选择择可用性性技术(SA)。GPS在民民用领域域的广泛泛应用 1996年年另一件件对GPPS影响响深远的的事情是是美国通通信委员

12、员会颁布布了行政政性命令令E9111，硬硬性要求求建设公公众安全全无线网网络，也也就是无无论在任任何时间间和地点点都能通通过手机机信号追追踪到用用户。这这对运营营商来说说是资金金和技术术上的噩噩梦，但但极大促促进了GGPS导导航定位位系统的的广泛应应用。随随着3GG通讯的的发展，所所有CDDMA系系统均使使用GPPS进行行授时，尤尤为体现现了GPPS系统统对民用用产业的的重要性性，此外外电力系系统，金金融系统统的授时时目前也也广泛采采用GPPS的卫卫星信号号。车载载GPSS定位，手手机定位位，也是是很常见见GPSS应用方方式，至至于用于于测绘勘勘探，更更是最早早GPSS的应用用领域。正在投掷J

13、JDAMM的F-15战战机，GGPS让让精确制制导武器器变得廉价。GPS制导导武器的的大发展展 在广泛用于于民用的的同时，第第一次海海湾战争争让美国国军方从从20世世纪800年代后后期就开开始研制制的GPPS制导导武器大大大加速速，在119999年 HYPERLINK /special/00012IMC/kosovo2.html 科索索沃战争争中JDDAM等等GPSS制导的的灵巧弹弹药投放放了6445枚之之多几乎乎耗尽库库存，以以至于美美军向波波音公司司紧急要要求加快快生产，其其制导精精度和打打击效果果也很令令人满意意。GPPS制导导武器具具有廉价价高效的的特色，新新一代的的JDAAM，JJS

14、OWW，JAASSMM和SDDB都普普遍采用用GPSS制导，廉廉价高精精度武器器极大的的提升了了美军的的打击能能力，到到了20001年年阿富汗汗战争期期间和220033年第二二次海湾湾战争期期间，分分别投放放了45500枚枚和65540枚枚JDAAM弹药药，加上上SDBB等，GGPS制制导灵巧巧炸弹已已经成了了美国实实施高精精确打击击的主力力军。发射新卫星星、取消消SA干干扰信号号 得益于美国国雄厚的的技术底底蕴，也也为了保保持GPPS的长长期稳定定运行，美美国GPPS系统统始终采采取部署署一代，改改进一代代，研发发一代的的仿真，每每代间隔隔大约为为10年年。19987年年早在GGPS Blo

15、ock II和和IIAA尚未发发射时，GGPS Bloock IIRR卫星的的研发和和采购合合同已经经授予通通用电气气公司宇宇航部(现并入入洛克希希德公司司)，119966年美国国又启动动了GPPS BBlocck IIIF卫卫星的改改进升级级计划，授授予罗克克韦尔公公司(现现并入波波音公司司)。1997年年，美国国开始GGPS Bloock IIRR卫星的的发射，尽尽管1月月17日日首颗GGPS IIRR卫星发发射失败败，截止止20004年111月66日，此此后的112颗卫卫星都顺顺利发射射升空。220000年美国国取消了了对GPPS卫星星民用信信道的SSA干扰扰信号，民民用GPPS的定定位

16、精度度达到平平均6.2米的的实用化化水平，从从而掀起起GPSS产业和和应用热热潮。现在轨道上上运作的的有7颗颗GPSS Bllockk IIIR-MM卫星。2003年年尽管当当初宣布布的GPPS免费费使用到到期，但但是美国国GPSS产业从从业人员员众多，GGLONNASSS系统开开始恢复复元气，同同时欧洲洲开始GGaliileoo卫星导导航系统统的开发发，中国国也开始始北斗卫卫星导航航系统的的发展，美美国政府府已经表表示可预预见的未未来延长长免费服服务期限限，并承承诺提高高定位精精度吸引引民用用用户。GGPS的的现代化化民用方方面包括括提高定定位精度度占领民民用导航航定位市市场，措措施是解解除

17、SAA干扰并并增加新新的民用用信号，使使民用用用户终端端可以用用双频消消除电离离层误差差；军用用方面包包括增强强抗干扰扰能力和和提高生生存能力力，主要要措施是是将军码码和民码码信号分分开，增增加新的的军用信信号，增增强卫星星信号强强度等。二代改进型型GPSS卫星扩扩展军事事用途 为此美国空空军将尚尚未发射射的GPPS IIIR卫卫星进行行升级，增增加新的的军码MM码和民民码L22C，信信号强度度增加了了4倍。新新卫星称称为Bllockk IIIR-MM，自220055年9月月26日日开始发发射，到到20009年88月177日发射射了8颗颗卫星，220099年的那那次发射射也是最最近的一一次GP

18、PS卫星星发射。美美国空军军还将更更改GPPS BBlocck IIIF卫卫星设计计，强化化性能推推进GPPS的现现代化。AIM-1120DD加装了了一个双双向数据据链和GGPS制制导装置置。随着GPSS卫星的的现代化化，定位位精度的的提高，实实时高速速定位能能力和抗抗干扰能能力的增增强，美美军开始始在越来来越多的的领域使使用GPPS制导导武器。在在新一代代的AIIM-1120系系列空空空导弹上上采用GGPS中中段位置置修正，在在高速的的SM-3和TTHAAAD甚至至是GBBI反导导拦截弹弹也采用用了GPPS位置置修正，同同样是高高速的低低轨道卫卫星也不不乏采用用GPSS进行定定位的案案例。未

19、未来随着着AIMM-1220D和和AIMM-9XX Bllockk III导弹采采用GPPS坐标标系，还还将实现现空空导导弹的第第三方制制导能力力，至于于常规火火炮火控控修正和和制导炮炮弹弹道道修正，更更是家常常便饭。GPS可用用卫星数数量并不不窘迫 迄今为止，已已发射的的GPSS卫星数数量为558颗，轨轨道上仍仍在工作作的GPPS卫星星包括111颗GGPS Bloock IIAA卫星，112颗GGPS Bloock IIRR卫星和和7颗GGPS Bloock IIRR-M卫卫星，总总计300颗卫星星。由于于其中高高达111颗卫星星为Bllockk IIIA型号号，而BBlocck IIIA设

20、设计寿命命只有88年，可可以说所所有Bllockk IIIA卫星星现在都都是超期期服役，同同时Bllockk IIIR卫星星设计寿寿命只有有10年年，早期期发射的的Bloock IIRR卫星也也在发挥挥余热，这这也是去去年美国国总审计计署(GGAO)发布报报告认为为GPSS面临崩崩溃的重重要原因因，不过过美国技技术扎实实，卫星星超龄服服役屡见见不鲜，实实际情况况其实并并不那么么窘迫。根据美国防防务新闻闻网的报报道，220100年5月月美国空空军将发发射新的的GPSS Bllockk IIIF卫星星。美国国空军订订购了112颗GGPS Bloock IIFF卫星，拟拟于2001020114年发发

21、射完毕毕，可以以有效缓缓解Bllockk IIIA卫星星即将停停止工作作造成的的卫星数数量不足足的问题题。GPS BBlocck IIIF卫卫星设计计寿命115年，采采用模块块化设计计，具有有灵活性性，兼容容性和继继承性的的特点。BBlocck IIIF卫卫星发射射功率比比原设计计增强110倍，采采用小功功率原子子钟，快快速在轨轨重编程程能力，星星间链路路和自主主导航技技术，增增加了MM码和LL5民用用信号，加加强了抗抗干扰能能力。自自主导航航技术将将使Bllockk IIIF卫星星在没有有地面控控制站支支持下自自主运行行601800天，加加强了GGPS星星座的可可靠性和和生存能能力。第三代GPPS定位位最高精精度0.63米米 彻底实现军军码与民民码的分分离 与此同时，220088年洛马马公司的的团队赢赢得制造造新一代代GPSS IIII卫星星的合同同，GPPS IIII卫卫星将改改善定位位导航和