
全球定位系统
“美国要…通过全球定位系统及其增强系统为民间、商业、科学和国土安全的用途提供对直接使用者免费的、连续的、全球范围的基于民用空间的定位、导航及定时服务,此外,要提供公开的、免费共享的必要信息以开发和建造设备来使用这些服务。”
乔治 W. 布什总统,美国国家以空间为基地的定位、导航和定时政策,2004年12月
什么是全球定位系统?
全球定位系统(GPS)是美国拥有的一套设施,它为使用者提供定位、导航和定时(PNT)服务。这套系统由三个部分组成:空间部分,控制部分和用户部分。美国空军承担空间和控制部分的开发、维护和运行。
- 空间部分包括一个由24个运转卫星组成的象征性星群,它可发射单向信号提供当前的GPS卫星的位置和时间。
- 控制部分包括世界范围的监控站,通过不时发出的指令使卫星维持在适当的轨道上运行,同时校正卫星的时钟。它还跟踪GPS卫星,上载更新的导航数据,并且保持卫星群的健康运行和排列状态。
- 用户部分由GPS接收机组成,它们从GPS卫星收到信号并利用传来的信息计算用户的三维位置及时间。
GPS服务
GPS卫星为民间和军方的用户提供服务。民用服务对全世界所有用户都一样是免费的、不间断的。军用服务只对美军和盟军以及得到批准的一些政府部门开放。
有许多不同的GPS增强系统和技术可以用来提高GPS系统的能力以满足特殊用户的需要。这些增强系统可以增加信号的可用性、精确性和完整性,使其性能比基本的GPS民用服务还要好。
GPS在过去多年来的卓越表现赢得了全世界成千上万民间用户的信任。它的可靠性在过去已经有目共睹,在未来的长时间内也将使全世界的用户受益。
GPS的未来
Stand-Alone GPS Notional Horizontal Performance with New Signals
美国致力于一个广泛的现代化项目,包括对GPS卫星采用第二和第三民用信号。第二民用信号将增加民用服务的准确性并改进某些有关生命安全的应用。第三信号将进一步提高民用服务的能力,主要目的是用于生命安全,比如航空。
右面的图表示新加的额外信号对服务质量的改进(图标题“新加信号后单独GPS平面性能概念图”;下箭头图标“增加新信号后的民用服务”;上箭头图标“只有一个信号的民用服务”)。
定位、导航及定时政策
美国有关GPS的法律和政策强调服务的连续性,民用信号的公开共享,以及技术上的领先。1996年,美国发表了有关管理和使用基于空间的定位、导航和定时服务的国家政策声明,其中包括GPS及其增强系统。声明特别提到了GPS的两用性(军用-民用),并且建立了一个军民联合的国家管理结构来监督它的运作。
由于国际环境不断变化以及GPS应用的种类和复杂性的飞速发展,美国于2004年将政策扩充。这个政策重申美国的承诺,通过GPS提供可靠的、基于空间的民用定位、导航和定时服务,这些服务将不间断地在全世界范围内向所有人免费开放。这个政策还要求提高GPS的性能和加强与其他国家的合作。
