全球定位系统

Global Positioning System （GPS）美国的军民两用天基无线电定位、导航和报时系统。全称为“利用定时和测距导航的全球定位系统”，又称导航星全球定位系统，简称GPS。它可为全球范围内的人员、车辆、舰船、飞机、导弹和低轨道航天器等提供全天候、全天时实时三维位置、速度和时间等信息。军用定位精度为16 m，测速精度0.1m/s，授时精度90 ns；民用定位精度为100 m ，测速精度10 m/s，授时精度340 ns。 GPS由空间星座、地面控制站和用户设备3部分组成。空间星座由24颗“导航星”卫星组成。这些卫星均匀分布在6个近圆形半同步轨道平面上，轨道高度20182 km，倾角55°，运行周期11.967 h，用户能同时看到至少4颗卫星，以满足三维定位导航的需要。“导航星”采用数据和扩频伪随机码调相技术，在L波段上用两个频率L1 （1575.42 MHz）和L2 （1227.60 MHz）向用户发送C/A码调制（民用）和P码调制（军用）的导航信息，并在S波段上收发遥测遥控信息。民用码采取了选择可用性措施（SA），军用码采取了反欺骗措施（AS）。星上还载有核爆炸探测装置。GPS星座于1994年3月全部建成，目前在轨工作的是ⅡA型和Ⅱ R型卫星。性能更为先进的ⅡF型卫星计划于2002年开始发射，到2010年全部由ⅡF型卫星组成星座，其设计寿命为15年。GPS地面控制站由设在美国斯普林斯的主控站、分布在全球的5个监控站和3个注入“导航星”卫星站组成。主控站接收来自各监控站的卫星跟踪数据，计算卫星轨道控制参数、卫星星历、时钟改正值等，并将这些信息发送给注入站。注入站每隔12h将主控站传来的信息用S波段上行注入卫星，保证星座的正常运行和功能。用户设备即GPS接收机，分为军用和民用，具有数据接收、处理和显示功能。其式样有多种，既有手持的，也有车、船、机载的；既有单通道的，也有多通道的。军用接收机可选装数据安全模块，并配有电子密钥，以增强反欺骗、抗干扰和保密功能。由于接收机是被动式的，因此用户数量不受限制。 （撰写：李双庆 审订：刘恒振）