全球定位系统(GPS)中的广义相对论效应及其对系统(19)

全球定位系统(GPS)中的广义相对论效应及其对系统静态绝对定位方程的修正

3全球定位系统（GPS）

1973年12月，美国国防部批准陆、海、空三军联合研制一种新的卫星导航系

统——卫星测时测距导航/全球定位系统（NavigationbySatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem）[24]。我们称之为全球定位系统（GPS）。简称GPS系统。它是美国国防部的第二代卫星导航系统。由三大部分构成：GPS卫星星座（空间部分），地面监控系统（控制部分）和GPS信号接收机（接收部分）。三者关系如图3.1

所示。

图3.1三部分构成的GPS系统示意图

Fig3.1Sketchillustratingofglobalpositionsystemmadeofthreeparts.

它是以卫星为基础的无线电导航系统，具有全能性（陆地、海洋、航空、航

天）、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位和定时等多种功能。能为各类静止或高速运动的用户迅速提供精密的瞬间三维空间坐标、速度矢量和精确授时等多种服务。

GPS计划经历了方案论证（1974～1978年），系统论证（1979～1987年），试

验生产（1988～1993年）三个阶段，总投资300亿美元。整个系统分为卫星星座、地面监测控制系统和用户设备三大部分。论证阶段发射了11颗BlockⅠ型GPS实验卫星（设计使用寿命为5年）；在试验生产阶段发射了28颗BlockⅡ型和BlockⅡA型GPS工作卫星（第二代卫星的设计使用寿命为7.5年）；第三代改善型GPS卫星BlockⅡR和BlockⅢ型GPS工作卫星从90年代末开始发射计划发射33颗，以逐步取代第二代GPS工作卫星，改善全球定位系统[25]。

在GPS系统设计之处，美国国防部的主要目的是：GPS系统能够在陆海空3

个领域内提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和