GPS的前身是美國軍方研制的一種子午儀wxdw系統(tǒng)(Transit),1958年研制,1964年正式投入使用。該系統(tǒng)用5到6顆衛(wèi)星組成的星網(wǎng)工作,每天最多繞過地球13次,并且無法給出高度信息,在定位精度方面也不盡如人意。然而,子午儀系統(tǒng)使得研發(fā)部門對(duì)wxdw取得了初步的經(jīng)驗(yàn),并驗(yàn)證了由wxjtjhdw的可行性,為GPS的研制埋下了鋪墊。由于wxdw顯示出在導(dǎo)航方面的巨大優(yōu)越性及子午儀系統(tǒng)存在對(duì)潛艇和艦船導(dǎo)航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
為此,美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛(wèi)星組成10000km高度的全球定位網(wǎng)計(jì)劃,并于1967年、1969年和1974年各發(fā)射了一顆試驗(yàn)衛(wèi)星,在這些衛(wèi)星上初步試驗(yàn)了原子鐘計(jì)時(shí)系統(tǒng),這是GPSjq定位的基礎(chǔ)。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛(wèi)星組成3至4個(gè)星群的計(jì)劃,這些衛(wèi)星中除1顆采用同步軌道外其余的都使用周期為24h的傾斜軌道,該計(jì)劃以偽隨機(jī)碼(PRN)為基礎(chǔ)傳播衛(wèi)星測(cè)距信號(hào),其強(qiáng)大的功能,當(dāng)信號(hào)密度低于環(huán)境噪聲的1%時(shí)也能將其檢測(cè)出來。偽隨機(jī)碼的成功運(yùn)用是GPS得以取得成功的一個(gè)重要基礎(chǔ)。海軍的計(jì)劃主要用于為艦船提供低動(dòng)態(tài)的2維定位,空軍的計(jì)劃能供提供高動(dòng)態(tài)服務(wù),然而系統(tǒng)過于復(fù)雜。由于同時(shí)研制兩個(gè)系統(tǒng)會(huì)造成巨大的費(fèi)用而且這里兩個(gè)計(jì)劃都是為了提供全球定位而設(shè)計(jì)的,所以1973年美國國防部將2者合二為一,并由國防部牽頭的wxdhdw聯(lián)合計(jì)劃局(JPO)領(lǐng)導(dǎo),還將辦事機(jī)構(gòu)設(shè)立在洛杉磯的空軍航天處。該機(jī)構(gòu)成員眾多,包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。[1]
最初的GPS計(jì)劃在美國聯(lián)合計(jì)劃局的領(lǐng)導(dǎo)下誕生了,廣州GPS導(dǎo)航銷售,廣州行車記錄儀銷售,廣州液晶電視生產(chǎn)商,該方案將24顆衛(wèi)星放置在互成120度的三個(gè)軌道上。每個(gè)軌道上有8顆衛(wèi)星,地球上任何一點(diǎn)均能觀測(cè)到6至9顆衛(wèi)星。這樣,粗碼精度可達(dá)100m,精碼精度為10m。由于預(yù)算壓縮,GPS計(jì)劃不得不減少衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量,改為將18顆衛(wèi)星分布在互成60度的6個(gè)軌道上,然而這一方案使得衛(wèi)星可靠性得不到保障。1988年又進(jìn)行了{(lán)zh1}一次修改:21顆工作星和3顆備用星工作在互成60度的6條軌道上。這也是GPS衛(wèi)星所使用的工作方式。
GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ),向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它由三部分構(gòu)成,一是地面控制部分,由主控站、地面天線、監(jiān)測(cè)站及通訊輔助系統(tǒng)組成。二是空間部分,由24顆衛(wèi)星組成,分布在6個(gè)軌道平面。三是用戶裝置部分,由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成。民用的定位精度可達(dá)10米內(nèi)。