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美国第二颗GPS-2F服役加速导航卫星的更新换代
2011年8月22日,美国波音公司宣布,2011年7月16日由德尔他-4火箭发射的第2颗GPS-2F卫星已经开始在轨服役。被命名为SVN-63,并正式转交给空军第50太空联队和第2太空运行中队。GPS卫星星座现有31颗卫星。波音公司还将建造10颗GPS-2Fff_星。美国空军拟在2011年择机用宇宙神-5火箭发射第3颗GPS-2F。
首颗GPS一2F新型导航卫星是2010年5月28日上天的,它标志着美国GPS现代化计划再次取得了重要进展。GPS-2F卫星有了重大改进,使用了先进的原子钟,能为建设一个稳健的GPs星座提供更高的精确性;增加了一个更加抗干扰的军用信号,而且设计寿命长于之前的GPS卫星;还增加了一个具有功率更高、更安全的新的L5民用信号,能帮助商业航线运营,并执行搜救任务。
目前,GPS系统已经发展了两代共6种型号,发射卫星60颗,发射失败2次。在33颗在轨卫星中,GPS-2A卫星11颗,GPS-2R卫星12颗,GPS-2RM卫星8颗,GPS-2F卫星2颗,其中31颗卫星提供服务。美国很重视
GPS系统在美国国家安全与经济发展中的作用的,认为它对美国是生死攸关的。
超级指南针
自从1978年10月6日美国第1颗GPS卫星上天以来,已有多颗各种类型的GPS导航卫星被发射。1994年3月10日由24颗卫星构成的导航星座部署完毕,标志着GPS正式建成,其总耗资为200亿美元。截至到2007年底,美国已先后发射了GPS-1、2、2A、2R、2RM、2F共6种卫星系列,其中GPS-1为试验星,其他为工作星。
GPS是军民两用卫星导航系统,但优先为军方服务。从1990年的海湾战争开始到现在,美国的一切军事行动几乎部与***系统有关。在军事上,它至少有5项重要用途:①为舰艇、飞机等武器平台提供导航定位服务;②协助武器系统实现精确打击;③帮助部队规划进攻线路;④支持人员救援行动;⑤提高卫星自主定轨能力。
不过,导航卫星的军用与民用在技术原理上并不存在本质区别,但军用导航卫星更强调信号的保密性、抗干扰能力和定位精度。
GPS的操作原理很简单。用户首先要测量来自天上至少4颗GPS导航卫星发来信号的传播时间和星历表数据,然后完成数学运算,最终用测距交会方法解算出接收机所在的三维坐标、速度和时间信息,一次定位仅用几秒到几十秒。

GPS导航星座由24颗工作卫星和数颗备份卫星组成。这些卫星运行在6个等间隔的、倾角为55。的近圆形轨道平面上,每个轨道平面上有4颗工作卫星。卫星轨道高度约20200千米,绕地一圈约为12小时。采用这种方式可保证任何地点的用户随时能同时接收至少4颗卫星播发的测距信号和星历表数据,从而获得接收机所在的三维坐标、速度和时间信息。一次定位仅用几秒到几十秒。
每颗GPS部装有非常精确的原子钟,其精度优于每3万年误差1秒,这也是导航卫星的核心技术,因为***的精度完全取决于全系统卫星时间的精确和统一。
。其中L1频率均用精密P(Y)码和粗测C,A码调制,L2频率用精密P(Y)码调制。用精密P(Y)码调制的定位精度目前为1~5米,授时精度为1纳秒,为军事服务;用粗测C/A码调制的定位精度目前为6~12米,为民事服务,其测速精度为每秒
,授时精度为10纳秒。
GPS-1、2、2A、2R仅在L1和L2频段提供1个C/A码民用导航信号和2个P(Y)码军用导航信号(仅供美国及其盟国的军方使用)。但从GPS-2RM开始,在L2频段增加了L2C码民用导航信号,在L1和L2频段增加了M码军用导航信号;GPS-2F又增加了L5频段的L5C码民用导航信号;在GPS-3中还将增加经过与欧洲“伽利略”系统协调的L1C码民用导航信号。
走向现代化
美国洛马公司原计划一共为美国空军设计制造了21颗GPS-2R卫星,但后来由于在伊拉克战争中发现GPS有明显的软肋――怕干扰,伊拉克用从俄罗斯购买的GPS干扰机很容易干扰了美国卫星制导弹药,使它们没有打到预定的目的,误炸事件也屡有发生,所以美国又把最后8颗GPS-2R进行了现代化改进,并命名为GPS-2RM,以便为美国在全球的军方和民间GPS用户提供不断提升的导航能力。8颗GPS-2RM卫星现已发射完毕。
在伊拉克战争中,美国GPS之所以抗干扰能力较差,是由于GPS卫星中调制信号的军码P(Y)码、民码(C/A)没有分离,捕获其军码又需要民码来引导,所以GPS接收机捕获军码时间较长,而且民码较易被干扰。

与GPS-2R相比,GPS-2RM的主要变化有两个方面:其一是