gps的发展历史

Posted 2022-12-25 系统

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gps的发展历史

1.GPS定位的历史发展

GPS简介GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。

GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。

主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范（Geometrical Product Specifications）-简称GPS。

另外一种解释为G/s(GB per s)GPS前身GPS系统的前身是美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit）,1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。

然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。

美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。为此，美国海军研究实验室（NRL）提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。

而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码（PRN）为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。

海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO）领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。

该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。

2.gps的发展历程有哪些

GPS的英文全名叫：Global Posting System，中文名字叫全球卫星导航系统，简称GPS。

GPS的上一代产品是美国海军1964年研制的“子午仪”导航卫星，属于低轨道卫星。主要用途是为核潜艇和水面舰艇的导航之用，兼做大地测量功能。它最重要的功能是为北极星核导弹提供精确的定位，以便迅速发动核打击。从1960年4月到80年代初共发射30多颗。第一颗是子午仪1B号，用来对导航卫星方案及其关键技术进行试验鉴定，并验证双频多普勒测速定位导航原理，结果证明卫星导航可行。

1963 年12月发射第一颗实用导航卫星子午仪 5B-2号；1964 年 6 月发射第一颗定型导航卫星子午仪 5C - 1号，并交付海军使用；1967 年7月子午仪号导航卫星组网实用并允许民用。1972年开始执行子午仪改进计划（TIP ），共发射3颗卫星，主要试验扰动补偿系统，对大气阻力和太阳辐射压力等引起的轨道摄动作实时补偿，大大提高了轨道预报精度，故称无阻力卫星。1981 年5月发射经过改进的实用型子午仪号卫星，改名为新星号（NOVA）。

为了解决“子午仪”存在的众多问题，美国国防部70年代投资100亿美元开发新的卫星导航系统，即我们熟悉的GPS，从当时到1993年GPS建成投入使用，共耗资300亿美元以上。GPS在当时隶属于“星球大战”的组成部分受到了相当高的重视，80年代美国放弃星球大战计划后，GPS仍然得以存活发展。

GPS的发展大约经历了几个阶段：

第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。

第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。

第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星

3.GPS的发展历程

GPS的应用已十分广泛，而且越来越广泛，差不多涉及到国民经济的各个领域，尤其是近几年来其向消费市场的发展的强劲势头表时，以GPS位代表的卫星导航应用产品，由于他能很容易地提供位置、速度和时间信息，所以会很快成为现代信息社会的重要信息来源，成为信息时代的国家基础设施之一，由于他功能强大、使用方便、价格合适，所以能很好的与其他系统结合，形成大量的新应用、新产品，迅速的进入我们日常工作、学习、生活和娱乐中，它的发展具有如下特点：

GPS应用产品产业是当前国际上八大无线产业之一；

GPS也是目前世界上发展的最快的三大信息产业之一；

GPS与GSM和CDMA的结合已成为全球通信导航界的热点；

20世纪90年代是GPS大显身手、垄断全还应和形成新型国际产业的10年。21世纪头10年在以GPS为代表的卫星导航产业中仍将由美国占据主导地位。但欧洲、日本、中国和俄罗斯会在这一巨大市场中扮演重要角色。未年10年全还应卫星导航产业发展的总趋势预测如下：

卫星导航手段在多数国家和地区可能成为代替传统导航、定位和定时的唯一手段。在海陆空田四大领域中，凡是需要动态或静态定位、定姿、定时和导航信息的地方都会采用卫星导航信息。

天基卫星信息导航系统及其增加系统将成为全还应信息社会的重要基础设施，美国GPS垄断全还应的局面有可能被打破，未来10年可能成为GNSS的10年。

各国卫星导航系统在民用领域的相互兼容将成为国际大趋势。

陆上车辆导航将成功驱动卫星导航产业迅猛发展的强劲动力。

民用的效益远比军用的大，应用面宽广得多，真正做到制造产业化和消费大众化，达到物尽其用；卫星导航技术与通信、遥感和大众消费产品的相互融合将会创造出许多新产品和新服务，开拓出一个商机无限的市场。在未来五年里，将有高达百分之八十多的车辆装上GPS装置。

4.GPS卫星定位系统的历史发展

GPS卫星定位系统的前身是美军研制的一种“子午仪”导航卫星系统，GPS全球定位系统是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航GPS定位系统。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

GPS系统的前身为美军研制的一种“子午仪”导航卫星系统（Transit）,1958年研制，64年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。为此，美国海军研究实验室（NRL）提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道该计划以伪随机码（PRN）为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将二者合而为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO）领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。

5.GPS接收机的发展历史

于1978年发射。

现使用的系统是由第二代GPS卫星组成的，称为Block II。于1989年发射。

美国国防部于1995年宣布GPS全面运作。

当该系统刚刚推出时，GPS信号传输中存在故意计算错误的做法，以此限制非军用GPS接收机的精确度。2000年5月份，相关部门停止了这一做法。

这时，运行在轨道上。

这24颗卫星的建造和发射总共花费了约120亿美元。

每颗卫星重约787公斤。

这些卫星运行在地球上空约20公里的轨道上。

卫星沿轨道绕地球运行一周的时间为12小时。

俄罗斯也有一套与美国一样的系统，被称为GLONASS系统。

全球卫星定位系统（GPS）实际上是一个卫星群，由27颗沿环地球轨道运行的卫星（24颗为工作卫星，另外三颗为备用卫星）组成。虽然这一卫星网络由美国军方研发并作为军用导航系统而使用，但很快这一系统就进入了普通百姓的生活中。

每一颗由太阳能提供动力的卫星的造价在3,000-4,000英镑之间，并且在地球上空大约19,300米的高度绕地球运行，每天绕地球运转两周。它们的运行轨道是经过特殊安排的，所以在任何时候，地球上任何地方的上空都至少可以“见到”四颗卫星。

GPS接收机的任务就是确定四颗或更多卫星的位置，并计算出它与每颗卫星之间的距离，然后用这些信息推算出自己的位置。这一计算过程的基础是一条被称为三边测量法的简单数学定理。

6.全球卫星导航系统的GPS发展历程

GPS的发展大约经历了几个阶段：第一阶段为方案论证和初步设计阶段。

从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。

第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。

实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。第三阶段为实用组网阶段。

1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。