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最近几年GPS技术有什么新的进展

目前,在轨工作的GPS卫星共有31颗,而最新型的GPSIII系列预计将在2018年发射。既然题主问的是GPS最新技术,那就看看GPSIII相较之前的GPSII系列卫星有何改进。GPSIII卫星由洛克希德马丁公司研制,相比现在在轨运行的GPSIIR/IIR-M/IIF系列,它的先进性主要体现在:1、后向兼容;2、提高定位精度;3、军用M码功率增强;4、地球包络扩大;5、安全性提升;6、确保可用性;7、系统监视;8、新增民用信号L1C;9、15年寿命;10、卫星平台后向扩容。第1、2、5、7属于在原有系统上进行性能提升,9、10是由于采用新的卫星平台后体现的先进性。那么,就重点介绍3、4、6、8。A、军用M码功率增强GPS信号从卫星上发出是不过只有几十瓦左右,相当于在20000多千米的高空点了一盏几十瓦的灯,当到达地面后,用户接收到的只有10的-16次方瓦,完全淹没在地球噪声之下。如此低的信号功率是很容易被干扰的,尤其是在战场时,敌人用高功率压迫式干扰就可以使军用GPS接收机也受影响。原来的GPS卫星发射的军用M码是面向全球发送的,覆盖面积大,而GPSIII卫星将军用M码覆盖面积减小到几百平方千米内,在该范围内,军用M码的型号功率提升了20dB,相当于是原来功率的100倍。这种情况下,在战场上,军用M码GPS接收机抗敌人压制式干扰的能力大大提升。B、地球包络扩大GPS卫星运行在22000千米高度左右的轨道上,以往,其发射的信号是以覆盖地球表面为目标的,因此,GPS卫星相对于地球的天线张角在27.6°左右。所有在该覆盖范围内的用户,包括地面车辆、飞机、低轨道航天器都可以接收到GPS信号。但是对于运行在上千千米的低轨道航天器,如天宫、国际空间站等,他们接收到的GPS卫星数有限。为了保障低轨道航天器定位,甚至比GPS轨道还高的其他卫星定位,GPSIII卫星天线将对地球扩大,让空间航天器接收到更多的GPS信号,提升定位能力。其实,该项措施在GPSIIF卫星上已经作过改进,GPSIII卫星全部实现该项改进,将保证整个GPS星座对空间航天器服务能力的进一步提升。C、确保可用性这一项是针对以往提的GPS的选择可用性SelectiveAvailability措施而言,2000年5月1日以前,为了确保美国军方利益,GPS民用信号都被认为的施加了干扰,即选择可用性。选择可用性的实现措施是:GPS卫星播发的卫星位置是有偏差的,同时播发的时间信息也不是非常精确。在实施该项措施时,民用GPS定位的精度在100米左右,取消后,精度提升至10米水平。所有最新的GPSIII卫星都不再具有选择可用性。D、新增民用信号L1CGPSIII卫星在1575.42MHz上将发射新的民用信号L1C,该信号的加入将使得GPS、Glonass、北斗三号、Galileo、QZSS等系统共同拥有同一频点相似信号,真正实现所有导航系统在1575.42MHz上的兼容互操作。除了上面提到的改进项之外,GPSIII还会用上3台铷原子钟,以及可能1台氢原子钟。氢原子钟具有比铷原子钟更高的准确度和稳定度,将有效提升定位精度。在此之前,北斗和Galileo导航卫星已经用上了氢原子钟。下面靠左的两台金闪闪的就是氢原子钟,而靠右点的两台则是铷原子钟。原子钟是导航卫星上的至关重要部件,之前印度的IRNSS导航卫星就有一颗因为所有原子钟都失效,导致那颗卫星报废。而欧洲Galileo卫星目前其在轨的18颗卫星中,已经出现3台铷原子钟和6台氢原子钟故障。

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