GPS系统的发展（上）

　　在卫星定位系统出现之前，远程的导航与定位均采用如下三种方法：
（1）无线电导航系统；（2）天文导航系统；（3）惯性导航系统。在实
际应用中可以是这三种方法中的组合。

　　无线电导航系统主要有以下几种：
　　（1）罗兰－C导航系统
　　它工作在100kHz，采用脉冲相位双曲线定位。该系统一般由三个地面
导航台组成，导航工作区域为2000km。定位精度约200～300m，且与航行
器相对于导航台的距离有关，距离越远，定位误差越大。它不适合高动态
飞行器（如战斗机），也不适合在城市中使用，因为交流电源会对其产生
低频干扰。
　　（2）Omega导航系统
　　它工作在十几千赫，采用相位双曲线定位。因其工作波长较长，它的
工作区域比罗兰－C系统要大得多，建8个地面导航台就可覆盖全球。但是
它的定位误差较大，约为几英里。另外需要庞大的发射天线和地网。
　　（3）多卜勒导航系统
　　它利用了多卜勒频移的原理。它属于自备式航位推算系统。其误差随
航行距离而积累，也就是误差随距离增大而增大。

　　天文导航系统是天空中的星体为导航台，星光为导航信号的测角定位
系统。由于星体距离飞行器非常遥远，使得系统很小的测角误差就会带来
非常大的定位误差。它对设备要求非常苛刻。

　　惯性导航系统是通过测量飞行器的加速度，进行二次积分来推算飞行
器的位置。它同样存在累积误差。

　　最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统(Transit)，1958年开始研
制，1964年正式投入使用。它是利用了卫星运动而引起的多卜勒频移的方
法。它为美国海军的北极星核潜艇提供全球导航定位。由于该系统卫星数
目较少（5～6颗），运行高度较低（平均约1000km），从地面观测到卫星
的时间较长（平均1.5小时），因而无法提供实时的三维定位导航，而且
精度较低。

　　为了满足军事部门和民用部门对连续实时和三维定位的迫切要求，美
国1973年制定了Navigation System Timing/Global Positioning System
--NAVSTAR/GPS计划，通常简称“全球定位系统（GPS）”。它能够提供高
精度、实时、连续的导航定位。同时能提供用户的三维坐标、三维速度分
量和精确定位。它是目前技术上最成熟且已达到实用阶段的卫星导航和定
位系统。

（下一集）

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