大众GPS系统多少

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九天探月，五洋捉鳖，是中国人自古以来的英雄气概。为了实现这个目标，精确的导航和定位系统是必不可少的。早在航海时代，为了不在浩瀚的海洋中迷路，人类发明了各种导航定位系统。

地理大发现时代的地图

在行军和战斗中，地图和导航的作用更深！从古至今，因地图错误、路线错误而最终功亏一篑的战役可以说是层出不穷。比如众所周知的滑铁卢战役，当时拿破仑亲自率领主（查成交价|参配|优惠政策）力部队抗击英军，派名为格鲁希的蒋军指挥3万兵力部署在军阵侧翼，以阻止普鲁士军队的进攻。然而，这位以敬业著称的将军却走错了方向，偏离了战场，导致法军侧翼暴露，未能及时组织英军和大将军会师，最终导致了著名的“滑铁卢惨败"。法兰西第一帝国皇帝拿破仑也被彻底赶出了欧洲政坛。可见地图和导航对于行军和作战的意义重大。

中国古代西汉（查成交价|参配|优惠政策）时期，汉武帝曾经组织大规模讨伐匈奴，卫青、霍去病、李广等名将率军讨伐匈奴。李广率领的军队只是在沙漠中迷了路，错过了战斗，最终导致部分匈奴军队逃出包围圈。虽然一战后匈奴元气大伤，被迫北上西伯利亚，但由于李广的损失，武帝全歼匈奴的计划并没有实现。航海对于战争的意义由此可见一斑。

因迷路而错过战机的李光，最终因羞愧而自杀。

在现代战争中，精确的导航和定位比古代更重要。以1991年海湾战争为例。当时美军袭击了伊拉克幼发拉底河的一座水电站。然而，这座电站的发电机组被厚厚的钢筋混凝土防护设施包围着，很难被直接摧毁。为此，美军出动飞机连续投掷两枚“拉姆”空地对地巡航导弹对其进行攻击。奇迹在于，两枚Slim导弹，第一枚在水电站的混凝土防护墙上炸出了一个洞，第二枚Slim沿着洞精确地钻了进去，炸毁了水电站的发电机组。高精度导航系统在战场上的首次亮相足以让世界惊叹。

第一代卫星导航系统——子午仪

事实上，在冷战初期，美国就率先提出了发展全球定位系统的想法。因为在大规模战争中，尤其是使用核武器的毁灭性战争中，由于双方都有大量核弹头可以使用，核弹轰炸后的地表环境必然会发生显著变化。在这种情况下，任何部队都很难获得有效的导航定位帮助。为了在这样一场毁灭性的核战争中生存下来并且仍然能够准确地指挥军队。美国人首先发明了"子午仪"卫星导航定位系统。

子午导航系统中的特殊卫星

子午线卫星导航定位系统最初是由美国海军发明和使用的。该系统的主要目的是为海上的弹道导弹核潜艇提供精确定位和导航服务。由于海洋与陆地相比一望无际，没有参考坐标，我们通常只能依靠星光导航。而星光导航受天气影响较大，精度较差，难以满足导弹核潜艇的定位需求。早在20世纪（查成交价|参配|优惠政策）60年代，美国第一代导弹核潜艇仍然携带“北极星A1"”潜射弹道导弹，其最大射程只有2400公里左右，正是因为当时的潜射导弹射程还比较近，所以如果导航定位出现偏差，其携带的战略导弹很可能会脱靶。因此，美国海军对海上精确定位的要求非常高，这最终促成了美国海军“子午线仪器"卫星导航系统”的投资和开发。

子午线系统由卫星网络、地面跟踪站、计算中心、注入站、美国海军天文台和用户接收设备组成。其中卫星网很好理解，就是由固定轨道卫星组成的卫星导航网。子午线系统总共有4 ~ 6颗低轨道卫星，因其建造成本低、风险小而受到美国海军的欢迎。地面跟踪站负责跟踪所有卫星的轨迹，保证整个系统的可靠性。计算中心和注入站比较特殊，因为子午卫星本身没有配备高精度的原子钟，所以每隔12个小时，计算中心需要提供数据，然后通过注入站注入卫星计算机，保证卫星数据真实更新。美国海军天文台负责校正每颗卫星的数据偏差，以确保卫星、计算中心、注入站和其他组件的时间同步。用户的接收设备自然是导弹核潜艇上的接收机。通过接收子午线系统的数据，它可以准确定位自己的潜艇位置。

经络仪器系统的工作原理

1957年，苏联发射了第一颗人类卫星“普特尼克1号”，美国海军在跟踪观察这颗卫星时意外发现了卫星无线电的多普勒效应。说白了，卫星飞近地面站时，其无线电信号频率增加，但飞离地面站时，其无线电信号频率降低。通过这种多普勒效应，美国海军可以精确地确定卫星的飞行轨迹，通过知道卫星的精确飞行轨迹，反过来可以推断出地面信号接收装置的位置，这也是子午系统进行定位的基本原理。

功能递进式GPS系统

GPS导航系统被称为“全球定位系统”。，意思是全球导航定位系统。这套系统原本是美国军方在子午卫星定位系统研发成功并投入使用多年后，研发的导航定位系统的升级版。这套系统最大的特点是将原本局限于特定海域（查成交价|参配|优惠政策）的导航定位功能扩展到了全球。无论在非洲的沙漠，还是两极的冰天雪地，只要手持GPS定位器，就能准确定位自己的位置，再也不会出现迷路、迷路等问题。军事调动的准确性，甚至制导武器的射击精度都有了很大的提高。

GPS导航卫星

GPS系统主要由三部分组成:在轨卫星、地面控制站和用户终端。基本原理大概就是用三角测量。只要任何一个手持GPS导航仪发出的信号被三颗在轨GPS卫星接收到，这三颗卫星就可以根据自己的轨迹、接收信号时的位置、相对运动速度等参数，精确计算出用户的位置。所有这些工作只需要几秒钟就能自动完成，可见GPS系统的先进程度。同时，由于其巨大的带宽，GPS系统不同于子午线系统。不再是军方专用系统，而是开放了部分民用数据，具备了为日常生产、生活、交通等工作提供精确导航定位服务的能力。当然，民用系统和军用系统相比，特别降低了精度。目前常用的民用GPS导航精度通常在50 ~ 100米左右，而我们日常使用的民用GPS导航系统还配备了专门的地图校正功能，所以用户自己也不会感觉到这么大的误差。

一个原子钟，大概就是这么个东西，反正看不懂。

为了获得高精度的定位能力，GPS系统的核心技术是它的“原子钟”。因为高速卫星需要用三角法计算地面位置，所以需要准确核对接收地面信号的时间，自己的轨道和相对速度，而最重要的是时间的核定。根据物理学常识，时间和空不是固定的，而是可以拉伸或收缩的，时间和空之间的条件可以改变为“引力”。任何物体质量越大，其引力越大，越能改变时间和空。这听起来像是一个幻想，但它是真实的。比如我们常说的黑洞，由于其质量趋于无穷大，所以无论是时间还是空，都可以在黑洞周围拉伸到无限长，也就是接近时间停止的状态。

“科幻电影里的黑洞”形象，因为质量趋于无穷大，所以黑洞周围的时间和空都极度扭曲。

同样，因为地球是一个大质量物体，所以它也有改变时间和扭曲空的能力。任何一个时钟放在地面上和飞船上，其运行速度都是不一样的，这是美国最早开发子午仪系统时发现的。后来美苏都在Tai 空比赛中对这个问题进行了研究。研究的结果是，由于地球引力的影响，地面上的原子钟会比Tai 空中的原子钟走得慢一点。但这种千分之一甚至百分之一秒的延迟，会严重影响导航系统的定位精度。所以美国早期的子午系统要求地面注入站每12小时重新注入数据并核对时间，这就是如何不断修正偏差，保证导航系统的定位精度。GPS系统把这个原子钟直接带到Tai 空，但也要求地面控制站每隔一段时间检查一次卫星上的原子钟，把误差降到最低，保证导航精度。

测试中的战斧巡航导弹，因为GPS系统的成熟，使得这种射程几千千米的远程巡航导弹成为现实。

GPS系统问世以来，已经成为美军依赖的作战辅助系统。在过去没有全球导航定位系统的时候，无论是飞机、军舰还是坦克，都需要随时校准方位，以防迷路或出错，因为一旦出错就意味着危险，甚至会被敌人伏击。GPS系统出现后，美军甚至达到了一个GPS导航仪的水平。这样，即使在战场上，单兵也能准确定位自己的坐标，避免迷路的尴尬。而且由于GPS系统的成熟和应用，射程超过2000公里的远程巡航导弹已经大规模使用。1991年海湾战争期间，美军首次使用的战斧巡航导弹在飞行2500公里后能够准确命中目标，误差不超过5米。这种精度基本可以干掉一个人，GPS在军事上的应用可见一斑。

带有GPS制导的"吉姆& quot精确制导炸弹

现在除了战斧巡航导弹和上述贫民窟空地对地导弹，美军的新型导弹如LRASM、JASSM等都采用GPS导航系统，甚至空投下的JADM炸弹也采用GPS制导。使用GPS系统的成本比过去使用激光、红外或雷达制导要低得多，但命中精度可以提高几个数量级。因此被美军广泛使用。

然而，凡事有利有弊。因为GPS系统需要和几万公里高空的卫星保持联系来确认自己的位置，所以非常容易被确定和干扰。2012年12月，伊朗媒体发布消息称，伊朗军方成功利用GPS干扰技术，诱骗并俘获一架美军RQ-170隐形无人侦察机。这个消息在当时轰动一时，因为这是美军无人机第一次被他国军方捕获，而且是直接使用的伪GPS干扰技术。根据后来透露的信息，伊朗成功干扰了真实的GPS卫星信号，然后向无人机发出虚假的GPS坐标，导致无人机偏离航向，降落在伊朗境（查成交价|参配|优惠政策）内。

除了电子干扰“软杀伤”之外，使用反卫星导弹或高功率激光武器直接摧毁GPS卫星也是摧毁GPS系统的有效方法。目前，中国、俄罗斯甚至印度都成功研制了自己的反卫星导弹。尤其是中俄等大国还装备了大功率陆基激光炮，而GPS卫星不同于其他军事间谍卫星。所有的GPS卫星必须运行在一个相对精确的轨道上，所有的卫星必须协同工作以保证系统的有效性。只要必要的卫星被摧毁，整个系统就会瘫痪。现在美军几乎所有的高科技装备都是基于GPS导航定位系统，自然有潜在的危险。

攻击北斗——中国导航系统三步走

事实上，我国政府和军队早就意识到卫星导航定位系统对我国建设和国防的重大意义。因为中国是一个大国，东西南北之间的距离超过5000公里。为了更有效地执行国防任务，需要在战略上大规模动员军队，而导航定位是军队动员最重要的指标。

北斗导航，中国自己的卫星导航系统

中国的北斗导航定位系统最初类似于美国的子午线系统，但中国第一个北斗系统采用了简单的双星定位技术，整个系统只需要两颗人造卫星和一个地面站，就可以组网。但这种系统的缺陷是控制范围比较小，只能满足mainland China的导航定位需求，无法覆盖全球甚至整个亚太地区。因此，中国在2007年至2012年建成了第二代北斗导航系统。

通过北斗系统的短报文功能，汶川救灾效率大大提高。

第二代北斗导航定位系统由14颗导航卫星组成。因为美国最早开发和使用GPS系统，最好的卫星轨道和通信频段被美国人抢先了。中国只能采用相对较差的卫星轨道和通信频段。这种整合导致中国的北斗导航系统在所需卫星数量上大大超过了美国。在2008年汶川地震救灾中，美国的GPS系统一度失灵，但我军和灾区群众使用了国产北斗导航定位系统，圆满完成了多次抢险救灾任务。而且北斗系统从设计之初就优于GPS系统。不仅可以导航定位，还可以发短信，类似手机的短信功能。中国的北斗导航定位系统在设计之初就加入了这一功能。由于它可以在定位的同时发送120个汉字的短消息，在汶川救灾中，我军多支深入灾区的先遣部队在与外界失去联系时，凭借北斗的短消息功能成功解救了数千名平民。在当时灾区其他通讯手段全部瘫痪的情况下，北斗短报文成为我军救灾部队与外界联系的救命稻草。

现在，第三代北斗已经能够实现全球覆盖，我们有了自己的全球导航定位装置。

本月，我国研制的第三代北斗导航定位系统已成功发射。目前，全新的第三代北斗导航系统终于实现了全球定位，成为与GPS功能相同的全球导航定位系统。比GPS更先进的是，第三代北斗依托中国5G通信产业技术，因此带宽更高，可以容纳更多用户。而且由于航迹设置的问题，中国的北斗导航系统比美国的GPS系统精度更高，北斗可以用来发送短报文，尤其适用于救灾、救援等非战斗任务。所以从技术上来说，中国的第三代北斗比美国的GPS系统有相当大的优势。其实在基层，现在国内的各种车载导航仪和手机导航系统，大多使用的是国产的北斗卫星导航定位系统，只是民用版的GPS作为辅助校正功能，在操作部分只维持GPS的显示方式。可以说，北斗导航已经渗透到了我们生活的方方面面。我来说“前三尺有北斗七星。其实也不算多。