国防知识：GPS全球定位系统

国防知识：GPS全球定位系统

现代战争的诸军兵种协同作战，要求战区指挥员必须随时随地掌握各参战

单位的准确位置；飞机、舰艇遂行各种作战任务，亦需要随时了解其自身的位

置信息；发射地地、空地导弹，必须首先测定出自己发射地点和精确位置；甚

至位于丛林或沙漠地带作战的单兵，为了不迷失方向，也最好能为他们提供一

种便于随身携带的小巧轻便的定位设备。凡此种种，都客观地反映出了对发展

某种高精度(譬如定位误差不超过10米)、大覆盖(最好能覆盖全球)定位系统的广泛而迫切的作战使用需求。为此，早在70年代初期，美国政府就不惜投入巨大的人力、物力和财力，开展了对高精度全球定位系统的研制工作，经过十余

年的不懈努力，终于在80年代的中、后期，使GPS全球定位系统逐步投入了运行。

所谓GPS，就是英文全球定位系统三个词的词头缩写，它由平均分布在围

绕地球的6个圆形轨道上的24颗人造地球卫星（即导航卫星），分设在美国本土及其属地上的空控站、注入站、监测站、以及广泛装备于飞机、舰艇、坦克

乃至单兵的GPS接收机等组成。

GPS系统采用时间同步、单程测距的原理来实现定位、简单地说就是用户

同时向已知其位置的3个导航卫星分别进行距离测量，然后再以该卫星为球心，以所测得的距离为半径，在空间画出3个球面，则该3个球面的相交点，就是

用户的所在位置了。所谓时间同步是指卫星上的时钟与用户设备内的时钟是精

确同步的（譬如说校准到两者之间几万年才差1秒钟）；而单程测距则是指从

导航卫星上发出的无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向行程中，就可

以把它们之间的距离测量出来。试让我们来进行一下简单的计算：假定卫星以

整秒时刻（即1、2、3）向外发播无线电测距信号，而用户设备所接收到的测

距信号比整秒、时刻晚了0。0666秒种，已知电波的传播速度为300，000千米/秒，则用户至该卫星的距离就等于300，000千米/秒与0。0666秒的乘积，即19，980千米。请注意，这里是假定卫星和用户的时钟是完全同步的，即它们

之间没有上点误差，这样的计算才是正确的。如果用户时钟与卫星时钟存在着

时间误差，则还必须根据这个误差对计算结果进行一些修正。GPS卫星组网之

所以采用24颗卫星的配置方案，就是为了保证位于世界任一地点的用户，都可以随时接收到至少4个导航卫星的信号，其中3个卫星的信号来测距定位，第

4个卫星的信号就是用来计算用户时钟的误差的，至于其具体的算法，在这是

就不予评述了。

GPS全球定位系统可实时连续地为用户提供三维空间的位置信息、测定用

户的运动速度，并可提供精确的授时勤务，其定位误差不大于10米，授时误差不大于0。1秒，授时精度优于0。000001秒，且其电波信号还具有一定的抗干扰的能力。如果将我各作战单位的GPS位置信息通过无线电通信不断地传输到

作战指挥中心，再加上通过我侦察手段所获取的敌方目标的位置信息，然后统

一集中在大屏幕显示器上加以显示，就可以使我区指挥员能够随时掌握整个战

场上敌我双方的动态态势，从而为其作战指挥提供了一项准确而重要的依据。这样一来，兵家几千年以来的运筹于帷幄之中，决胜于千里之外的梦想，不就是最终得以真正实现了吗？

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