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gps全称叫什么(全球导航定位系统(GNSS))

100次浏览     发布时间:2024-11-16 11:03:21    

大家现在可以思考一下,去一个新的城市你最先了解的是什么,我们很多人可能会说,找吃的地方啊,找玩的地方啊,或者找旅馆酒店这些。有道理,但实现这一切的同时,我们最先要搞清楚的就是,自己在什么位置。我到现在还清晰的记得,我的爷爷给过我一张上海的地图,那是正儿八经的纸质地图,他说很久以前他去上海的时候买的,如果我哪一天需要去上海,可以带着这张地图去,我收下了这张地图,但我也清楚,我根本用不到这张地图。

走到城市,打开手机定位,运用各种地图APP,你可以很轻松的走遍每一个角落,而线上地图的开发,离不开GNSS系统。

什么是GNSS,如果我说GPS系统,大家肯定耳熟能详,GPS是Global Positioning System的缩写,意思为全球定位系统。而GPS只是GNSS中的一种。

GNSS的全称是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)

下面是联合国确认的卫星导航系统核心供应商:

第一、美国的GPS,是世界上第一个使用成熟的导航定位系统,也是第一个运用于战争中的导航定位系统。

第二、俄罗斯的GLOMASS,是苏联在冷战时的产物,最好由俄罗斯继承,经历过资金匮乏的一段时间后,也开始重新补星。

第三、欧美的伽利略,是欧盟想运用于商业的全球导航定位系统,目的是想摆脱对GPS的依赖,但美国在对其发展中百般阻挠。

第四、中国的北斗卫星导航系统,和欧盟伽利略几乎是同步发展,已经组网成功,发展势头强劲,打破GPS了的垄断地位。

前期,介绍过这四种全球定位系统的发展历程,有兴趣的小伙伴可以去翻一翻,看一看。这次,我想和大家详细了解了解这些全球定位系统的功能,性能,以及运用等。

GPS大家都耳熟能详,别的不说,海湾战争,美国大量的使用了精确制导武器,其中GPS功不可没。精确制导武器,不管以何种方式制导,其中,不可或缺的就是卫星制导,我们遇见的大部分导弹,都是惯性制导、雷达制导、红外制导,电视制导。或者多种组合方式制导,但这些制导方式都有或多或少有自己的缺点,比如雷达制导有距离限制,因为导弹空间有限,搭载雷达天线的位置有限。根据雷达方程,雷达天线面积减小,作用的距离也会减小(对雷达方程感兴趣的小伙伴可以看我以前的文章)。虽然精度高,但作用距离短,例如F-22搭载的AIM-120导弹的末制导就是雷达制导

F-22发射AIM-120导弹

而距离远一点的弹道导弹,都会采用惯性制导(近距离大部分也有),但也只是其中的一种制导方式(弹道导弹几乎都是多种制导方式结合),惯性制导因为其自主性,隐蔽性,被广泛的运用于各种制导武器战中。尤其在现在战场复杂的电磁环境中,惯性制导的优势非常明显,而雷达末制导的武器则需要武器本身发射制导的电磁波信号,很容易就会被探测或干扰到,而惯性制导就不会。

现代战场复杂的电磁时刻考验着主动雷达

因为惯性制导的得天独厚的优势,无论在飞机上还是各种无人机,导弹等航空载体或武器,都会运用到惯导来进行导航或者制导。但是,惯性制导有一个无法弥补的缺点,就是精度随着时间的累计而下降,惯导会输出三个很重要的信息,东向北向天向,大家可以把这三个信息理解为东经北纬和高度,而影响精度的原因就是他的垂直通道,也就是他的天向(高度),垂直通道的发散问题,现代科学还无法解决,只能通过其他方式来弥补,比如在飞机上会用气压高度来修正,但是在格斗导弹等一些有体积限制的武器上,是无法搭载那么多的设备的,所以,用卫星修正高度通道,成为了每一个武器装备的选择,因为一个卫星接收机的体积和手持手机的体积是差不多大的。大家对GPS的理解,可能就是各种导航,定位什么的,其实军事对GPS大部分的运用是修正惯性误差

导弹飞行过程中,卫星对其不断的修正

很多人以为,现在的空空导弹,巡航导弹,弹道及大部分制导弹药打的那么准是GPS的功劳,其实也没错,确实有GPS的功劳,但实际上,这些武器的末制导,还是正常的制导方式(雷达制导,红外制导,激光制导等)。

了解了GPS在军事中这一大重要的功能,就知道,为什么我们国家要发展自己的北斗导航定位系统了,但很多人都说,GPS不是公开给全球用吗,没错,GPS是给全世界公开用的,但那只是明码,并不是军码,而且明码的频段很有限,而且到了战时,可能民码都会给你关掉。

GPS在军事用途中,还有一个非常重要的功能,那就是情报搜集。这就提现了GPS一个最基本的功能--定位

头顶上有任意四颗GPS卫星,即可完成对目标的精准定位

那GPS卫星是如何完成定位的呢?首先卫星会对目标进行测距,但一颗卫星知道了你的距离,没还不够,假设卫星测得的距离是十公里,那么以卫星为中心,形成十公里的点就是一个球面,这个球面上的任意一点到卫星都是十公里,那肯定不行,两颗卫星交接,那就回会形成一个面,那也不行,只有三颗卫星,才会汇交成一个点。

三星定位原理

那么第四颗卫星是干嘛的呢?很简单--校准时间,原理上来说,三颗卫星形成三个方程组,要求得东、北、天、三个数据,才能确定目标的位置,卫星上的时间是非常精准的,基本上不会有什么问题,但目标接收机的性能差异,会导致微小的时间偏差,可别小看这时间偏差,卫星发射的电磁波可是以光速传播,时间出现一点偏差,差的可是“十万八千里”,所以需要第四颗卫星来校准时间,提高精度。这样,可以将定位精度保持在五米左右。而美国军GPS军码的精度可能在一米左右!

四星定位

一米左右的精度,对于情报工作来讲,非常难得,无论是车辆,人员,只要被GPS卫星定位,精确制导武器打过去,都灰飞烟灭。

GPS对于军事的运用,很多国家都梦寐以求,但又望洋兴叹,单单一个火箭发射技术,就难倒了多少国家,更何况投资巨大,需要大量的人力,物力。我们国家的北斗导航定位系统的建设就非常坎坷,前期我也简绍过,这里就不多说了。

感谢每一位科研人员,让我们摆脱了对GPS依赖,从此我们也有了强大的导航定位系统,正式成为了联合国GNSS的成员。

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