全球定位系统定位原理是什么全球定位系统应用领域介绍【详解】( 四 )


(2)军用领域
GPS是自动化指挥系统、先进武器系统及新的战役战术理论的一项关键性基本保障技术,能为地面车辆、人员以及航空、航海、航天等领域的飞机、船只、潜艇、卫星、航天飞机进行导航定位;武器发射、侦察、飞机进场着陆、交通管制、搜索营救,战场部队、车辆以及单兵定位;精确制导导弹打击目标坐标定位及弹道导引 。
5.GPS系统主要特点
(1) GPS系统的实时导航定位精度很高 。美国在1992年起实行了所谓的SA政策,即降低广播星历中卫星位置的精度,降低星钟改正数的精度,对卫星基准频率加上高频的抖动(使伪距和相位的量测精度降低),后又实行了A-S政策,即将P码改变为Y码,即对精密伪距测量进一步限制,而美国军方和特许用户不受这些政策的影响,但美国为了获得更大的商业利益,这些政策终将被取消
(2)全球全天候连续无源 。GPS能为全球任何地点或近地空间的各类用户提供连续的全天候全球导航能力 。用户不发射信号,因而用户数量无限 。
(3)用途广泛 。GPS是军民两用的系统,其应用范围将极其广泛 。
它以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科 。
6.GPS的干扰问题
GPS信号很弱,易于干扰 。一家俄罗斯公司提供的一种4瓦功率的手持GPS干扰机,不到4000美元就买得到 。如果从零售电子商店购买部件组装,花400美元就可以造一个干扰半径16千米以上的干扰机 。
伊拉克战争开战之前,美国就已经预料到伊拉克方面会干扰GPS信号 。美国其实早已经给其GPS炸弹和导弹装载了抗干扰技术,使这些GPS导引的武器能够在干扰的情况下继续使用GPS信号;即使GPS信号丢失,这些武器还可以使用自身的其它导引系统如惯性导航、激光制导等,使自己到达目标 。
不过,美国军方以及军事分析家都认为,GPS导引武器的精度还依赖人的因素 。操作手用GPS进行精确瞄准的能力,取决于他获得精确情报的能力 。
作为GPS现代化计划和NAVWAR计划的组成部分,美国正在研究各种变通办法 。最明显的一个提高抗干扰性能的方法是提供来自GPS卫星的发射功率 。
NAVSTAR GPS联合项目办公室系统项目主管2002年5月宣布,根据目前的发射计划,GPS的卫星信号将在2009年内得到有效的加强 。到2003年或2004年空军将开始发射比目前轨道上的卫星信号强10分贝的GPS卫星 。然而GPS用户必须一次从四个卫星上得到信号 。
2003财年预算包含了加强GPS信号的资金 。如果得到国会通过,首颗具有更强信号的卫星将在2003年后半年或2004年前期发射 。目前的星座包括4颗Block II卫星、18颗Block IIA和6颗Block IIR 。另外26个GPS-IIF和IIR卫星正在制造中,其中至少20颗的信号得到加强 。首颗Block IIF卫星将在2005年晚些时候发射 。
提高GPS卫星的发射功率还不能解决抗干扰的全部问题,还必须提高海陆空用户端的GPS抗干扰能力 。用户设备抗干扰技术主要分成两类:
(1) 一类是能够在保持或放大GPS信号的同时降低干扰机功率;
(2) 另一类是通过接收机内的先进信号处理(即处理增益)来提高信噪比 。
在降低干扰机功率的先进技术中,最有前景的是原本研制用于雷达的一种技术,即所谓空间-时间自适应处理 。本技法的一个相近变种是空间-频率自适应处理,在频域提供等效的处理 。这些技法有希望是因为它们协调运用了空间与时间资源去最优地攻击多个干扰机 。