刘进军

全球卫星定位系统

美国的全球卫星定位系统（GPS），是美国继“阿波罗”登月、航天飞机以后的第三个大型航天工程，由美国国防部建立。全球卫星定位系统是全球应用最多的卫星定位与导航系统。GPS卫星定位系统1964年开始设计制造，1978年2月22日发射第一颗试验导航卫星。1989年2月5日发射第一颗导航卫星，1993年底24颗导航卫星全部发射完毕。

全球定位系统的设计部分类似地面无线电导航系统，如罗兰和德卡导航。1940年代初，发达国家在第二次世界大战期间使用地面无线电导航系统。GPS的灵感来自1957年苏联发射的第一颗人造卫星。美国科学家理查德博士率领科研人员监测苏联人造卫星的无线电传输。他们无意中发现：人造卫星传送的卫星信号的频率有规律地变化。卫星临近时无线电信号频率增高，卫星离开越远信号频率持续降低。这是典型的多普勒效应。理查德博士意识到，由于他们知道自己在地球上的确切位置，通过测量多普勒失真，可以找出其中的卫星；通过几颗卫星的比较就可知道自己所在的位置。1956年，Fried wardt提出了广义的测试，将精准的原子钟放置在人造卫星轨道。为了达到精度要求，卫星导航的使用原则，以原子钟装入卫星。

1960年，美国海军使用第一个卫星导航系统，首次测试成功。它采用了5颗卫星星座，并能提供一个导航修复约每小时一次。1960年4月，美国开始发射的“子午仪”导航卫星，采用多普勒频移效应方式。1967年，美国海军开发的“航行时间（Timation）”卫星，证明能在太空放置准确的时钟，利用先进技术可以组建全球定位系统。……