國防知識：GPS全球定位系統

　　現代戰爭的諸軍兵種協同作戰，要求戰區指揮員必須隨時隨地掌握各參戰單位的準確位置；飛機、艦艇遂行各種作戰任務，亦需要隨時了解其自身的位置信息；發射地—地、空—地導彈，必須首先測定出自己發射地點和精確位置；甚至位于叢林或沙漠地帶作戰的單兵，為了不迷失方向，也最好能為他們提供一種便于隨身攜帶的小巧輕便的定位設備。凡此種種，都客觀地反映出了對發展某種高精度(譬如定位誤差不超過10米)、大覆蓋(最好能覆蓋全球)定位系統的廣泛而迫切的作戰使用需求。為此，早在70年代初期，美國政府就不惜投入巨大的人力、物力和財力，開展了對高精度全球定位系統的研制工作，經過十余年的不懈努力，終于在80年代的中、后期，使GPS全球定位系統逐步投入了運行。

　　所謂“GPS”，就是英文“全球定位系統”三個詞的詞頭縮寫，它由平均分布在圍繞地球的6個圓形軌道上的24顆人造地球衛星（即導航衛星），分設在美國本土及其屬地上的空控站、注入站、監測站、以及廣泛裝備于飛機、艦艇、坦克乃至單兵的GPS接收機等組成。

　　GPS系統采用“時間同步、單程測距”的原理來實現定位、簡單地說就是用戶同時向已知其位置的3個導航衛星分別進行距離測量，然后再以該衛星為球心，以所測得的距離為半徑，在空間畫出3個球面，則該3個球面的相交點，就是用戶的所在位置了。所謂“時間同步”是指衛星上的時鐘與用戶設備內的時鐘是精確同步的（譬如說校準到兩者之間幾萬年才差1秒鐘）；而“單程測距”則是指從導航衛星上發出的無線電測距信號在傳播到用戶設備的這一單向行程中，就可以把它們之間的距離測量出來。試讓我們來進行一下簡單的計算：假定衛星以整秒時刻（即1、2、3）向外發播無線電測距信號，而用戶設備所接收到的測距信號比整秒、時刻晚了0。0666秒種，已知電波的傳播速度為300，000千米/秒，則用戶至該衛星的距離就等于300，000千米/秒與0。0666秒的乘積，即19，980千米。請注意，這里是假定衛星和用戶的時鐘是完全同步的，即它們之間沒有上點誤差，這樣的計算才是正確的。如果用戶時鐘與衛星時鐘存在著時間誤差，則還必須根據這個誤差對計算結果進行一些修正。GPS衛星組網之所以采用24顆衛星的配置方案，就是為了保證位于世界任一地點的用戶，都可以隨時接收到至少4個導航衛星的信號，其中3個衛星的信號來測距定位，第4個衛星的信號就是用來計算用戶時鐘的誤差的，至于其具體的算法，在這是就不予評述了。

　　GPS全球定位系統可實時連續地為用戶提供三維空間的位置信息、測定用戶的運動速度，并可提供精確的授時勤務，其定位誤差不大于10米，授時誤差不大于0。1秒，授時精度優于0。000001秒，且其電波信號還具有一定的抗干擾的能力。如果將我各作戰單位的GPS位置信息通過無線電通信不斷地傳輸到作戰指揮中心，再加上通過我偵察手段所獲取的敵方目標的位置信息，然后統一集中在大屏幕顯示器上加以顯示，就可以使我區指揮員能夠隨時掌握整個戰場上敵我雙方的動態態勢，從而為其作戰指揮提供了一項準確而重要的依據。這樣一來，兵家幾千年以來的“運籌于帷幄之中，決勝于千里之外”的夢想，不就是最終得以真正實現了嗎？