美军升级GPS定位系统 战时可阻其他国家使用(图)

美军升级GPS定位系统 战时可阻其他国家使用(图)
发表日期：2005-7-7 10:41:44 来源：解放军报 浏览 204次

GPS"星座"

美军士兵利用GPS进行精确定位
　　美国的“全球定位系统”(GPS)，是目前世界上应用最广泛的导航定位系统，该系统从提出到组建完毕历时20年，耗资200多亿美元。自海湾战争美军首次使用GPS于实战以来，GPS已成为美军赢得近几场高技术局部战争的重要支持系统。如今，美国正着手对其进行现代化改造，以满足未来的作战需求。
　　核潜艇定位引出卫星导航系统
　　上世纪60年代初，美国研制成功潜射弹道导弹后，确定发射导弹的核潜艇位置，成为美军的一个重要技术难题，促使美国成为世界上最早研制和应用导航卫星的国家。目前，美国已发展了两代导航定位系统。
　　1964年，美国海军初步建成并交付使用的“子午仪”，是美国第一代天基导航定位系统。该系统是基于双频多普勒测速导航体制设计的，由于使用卫星数量较少，不能实时定位；运行轨道低，难以精密定轨；导航信号频率较低，难以修正电离层延迟误差等，无法满足动态军事用户实时、高精度的导航定位需求。为了更有效地满足全球范围精确导航定位的军事需要，1973年，美国国防部批准海陆空联合研制第二代导航定位系统，即能测时测距的“导航星全球定位系统”，简称“全球定位系统”(GPS)，1994年3月，由24颗卫星组成的导航“星座”部署完毕，标志着GPS的正式建成。
　　30颗卫星构建现代GPS体系
　　GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星，
其中6颗为技术试验卫星。24颗导航星分布在6个轨道平面内，每个近似圆形的轨道平面内各有4颗卫星均匀分布，可以保证在全球任何地点、任何瞬间至少有4颗卫星同时出现在用户视野中。
　　自GPS全部建成以后，它就昼夜不停地向地面发送导航定位信息，提供精确、连续的三维位置和速度、时间信息。通过GPS终端，使用户在地球表面的任何地方，仅需几秒钟到十几秒钟就能够确定自己的位置和精确时间，获得相关的导航信息。由于GPS采用广播的形式发送导航信息，地面用户直接接收信号，因而可向无限多的用户提供服务。
　　美国在GPS设计时提供两种服务。一种为标准定位服务，利用粗码(民码)定位，提供给民间及商业用户使用。目前GPS民码单点定位精度可以达到25米，测速精度0.1米／秒，授时精度200纳秒。另一种为精密定位服务，利用精码(军码)定位，提供给军方和得到特许的用户使用，定位精度可达10米。
　　由卫星导航扩展到军事各领域
　　在信息化时代，GPS已成为高技术战争的重要支持系统。它极大地提高了美军的指挥控制、多军兵种协同作战和快速反应能力，大幅度地提高了武器装备的打击精度和效能。具体说来，GPS在军事上的应用主要有以下几个方面：
　　全时域的自主导航。GPS的主要功能就是自主导航，利用接收终端向用户提供位置、时间信息，也可结合电子地图进行移动平台航迹显示、行驶线路规划和行驶时间估算，从而大大提高部队的机动作战和快速反应能力。
　　各种作战平台的指挥监控。GPS的导航定位和数字短报文通信基本功能可以有机结合，利用系统特殊的定位体制，将移动目标的位置信息和其他相关信息传送至指挥所，完成移动目标的动态可视化显示和指挥指令的发送，实现战区移动目标的指挥监控。
　　精确制导和打击效果评估。GPS制导有精度高、制导方式灵活等特点，已成为精确制导武器的一种重要制导方式。在近几场高技术局部战争中，美军使用精确制导导弹和炸弹的比例比海湾战争时增加了近100倍，而它们全部或大部分都依靠GPS制导。GPS还可以对打击目标命中率进行评估。在装有GPS接收终端的弹药击中目标引爆的瞬间，触发用户机进行定位，并将位置信息和时间信息迅速传送到指挥中心，从而进行命中率评估，其评估效果已在伊拉克战争中得到充分检验。
　　未来单兵作战系统保障。主要利用定位和通信功能，为单兵提供位置信息和时间信息服务，同时可将单兵的位置信息实时动态传送到指挥机构，并及时向单兵发送各种指令，提高单兵作战和机动能力。在科索沃战争中，美军的F-117隐形飞机被击落后，由于飞行员配备了GPS接收机的呼救装置，从而使美军能抢在南联盟军队之前，在7小时内找到并救出飞行员。
　　军用数字通信网络授时。利用GPS可提供高精度授时，为军用通信网络提供统一的时标信息，从而使通信网络速率同步，保证通信网中的所有数字通信设备工作于同一标准频率上。
　　然而，在近几场局部战争中，GPS也暴露出了一些问题。首先是GPS信号的抗干扰能力较弱。因为在一般情况下，从卫星反馈到地面的信号很小，如果对方采取各种干扰措施，就会使GPS接收机无法正常工作，从而使其导航定位精度降低或产生误导。在伊拉克战争中，伊军在其境内部署了一些GPS干扰装置，结果使美军的GPS制导武器大失水准，有部分导弹甚至飞到了伊朗、土耳其境内。另据报道，俄罗斯目前已经研制成功一种手持式GPS干扰器，可干扰150公里范围内的GPS信号。其次，各国目前都高度重视导航定位系统的发展，美国GPS一统天下的时代受到了威胁。俄罗斯和印度合作恢复“格鲁纳斯”系统，欧盟及其他国家合作建立“伽利略”系统，其性能都丝毫不逊色于美国的GPS。在美国看来，其他系统的建立对美国的太空利益构成了重大威胁。美军升级GPS定位系统 战时可阻其他国家使用(图)
发表日期：2005-7-7 10:41:44 来源：解放军报 浏览 204次

GPS"星座"

美军士兵利用GPS进行精确定位
　　美国的“全球定位系统”(GPS)，是目前世界上应用最广泛的导航定位系统，该系统从提出到组建完毕历时20年，耗资200多亿美元。自海湾战争美军首次使用GPS于实战以来，GPS已成为美军赢得近几场高技术局部战争的重要支持系统。如今，美国正着手对其进行现代化改造，以满足未来的作战需求。
　　核潜艇定位引出卫星导航系统
　　上世纪60年代初，美国研制成功潜射弹道导弹后，确定发射导弹的核潜艇位置，成为美军的一个重要技术难题，促使美国成为世界上最早研制和应用导航卫星的国家。目前，美国已发展了两代导航定位系统。
　　1964年，美国海军初步建成并交付使用的“子午仪”，是美国第一代天基导航定位系统。该系统是基于双频多普勒测速导航体制设计的，由于使用卫星数量较少，不能实时定位；运行轨道低，难以精密定轨；导航信号频率较低，难以修正电离层延迟误差等，无法满足动态军事用户实时、高精度的导航定位需求。为了更有效地满足全球范围精确导航定位的军事需要，1973年，美国国防部批准海陆空联合研制第二代导航定位系统，即能测时测距的“导航星全球定位系统”，简称“全球定位系统”(GPS)，1994年3月，由24颗卫星组成的导航“星座”部署完毕，标志着GPS的正式建成。
　　30颗卫星构建现代GPS体系
　　GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星，
其中6颗为技术试验卫星。24颗导航星分布在6个轨道平面内，每个近似圆形的轨道平面内各有4颗卫星均匀分布，可以保证在全球任何地点、任何瞬间至少有4颗卫星同时出现在用户视野中。
　　自GPS全部建成以后，它就昼夜不停地向地面发送导航定位信息，提供精确、连续的三维位置和速度、时间信息。通过GPS终端，使用户在地球表面的任何地方，仅需几秒钟到十几秒钟就能够确定自己的位置和精确时间，获得相关的导航信息。由于GPS采用广播的形式发送导航信息，地面用户直接接收信号，因而可向无限多的用户提供服务。
　　美国在GPS设计时提供两种服务。一种为标准定位服务，利用粗码(民码)定位，提供给民间及商业用户使用。目前GPS民码单点定位精度可以达到25米，测速精度0.1米／秒，授时精度200纳秒。另一种为精密定位服务，利用精码(军码)定位，提供给军方和得到特许的用户使用，定位精度可达10米。
　　由卫星导航扩展到军事各领域
　　在信息化时代，GPS已成为高技术战争的重要支持系统。它极大地提高了美军的指挥控制、多军兵种协同作战和快速反应能力，大幅度地提高了武器装备的打击精度和效能。具体说来，GPS在军事上的应用主要有以下几个方面：
　　全时域的自主导航。GPS的主要功能就是自主导航，利用接收终端向用户提供位置、时间信息，也可结合电子地图进行移动平台航迹显示、行驶线路规划和行驶时间估算，从而大大提高部队的机动作战和快速反应能力。
　　各种作战平台的指挥监控。GPS的导航定位和数字短报文通信基本功能可以有机结合，利用系统特殊的定位体制，将移动目标的位置信息和其他相关信息传送至指挥所，完成移动目标的动态可视化显示和指挥指令的发送，实现战区移动目标的指挥监控。
　　精确制导和打击效果评估。GPS制导有精度高、制导方式灵活等特点，已成为精确制导武器的一种重要制导方式。在近几场高技术局部战争中，美军使用精确制导导弹和炸弹的比例比海湾战争时增加了近100倍，而它们全部或大部分都依靠GPS制导。GPS还可以对打击目标命中率进行评估。在装有GPS接收终端的弹药击中目标引爆的瞬间，触发用户机进行定位，并将位置信息和时间信息迅速传送到指挥中心，从而进行命中率评估，其评估效果已在伊拉克战争中得到充分检验。
　　未来单兵作战系统保障。主要利用定位和通信功能，为单兵提供位置信息和时间信息服务，同时可将单兵的位置信息实时动态传送到指挥机构，并及时向单兵发送各种指令，提高单兵作战和机动能力。在科索沃战争中，美军的F-117隐形飞机被击落后，由于飞行员配备了GPS接收机的呼救装置，从而使美军能抢在南联盟军队之前，在7小时内找到并救出飞行员。
　　军用数字通信网络授时。利用GPS可提供高精度授时，为军用通信网络提供统一的时标信息，从而使通信网络速率同步，保证通信网中的所有数字通信设备工作于同一标准频率上。
　　然而，在近几场局部战争中，GPS也暴露出了一些问题。首先是GPS信号的抗干扰能力较弱。因为在一般情况下，从卫星反馈到地面的信号很小，如果对方采取各种干扰措施，就会使GPS接收机无法正常工作，从而使其导航定位精度降低或产生误导。在伊拉克战争中，伊军在其境内部署了一些GPS干扰装置，结果使美军的GPS制导武器大失水准，有部分导弹甚至飞到了伊朗、土耳其境内。另据报道，俄罗斯目前已经研制成功一种手持式GPS干扰器，可干扰150公里范围内的GPS信号。其次，各国目前都高度重视导航定位系统的发展，美国GPS一统天下的时代受到了威胁。俄罗斯和印度合作恢复“格鲁纳斯”系统，欧盟及其他国家合作建立“伽利略”系统，其性能都丝毫不逊色于美国的GPS。在美国看来，其他系统的建立对美国的太空利益构成了重大威胁。