第五章(二)GPS定位原理一

5.6美国的GPS政策5.6.1美国的SA和AS政策 两种码 P码 定位精度10米 C/A码 顶给精度20-30米 1989.11-1990.9实行该政策 1、SA政策 有选择可用性技术，人为将误差引入卫星钟和卫星数据， 降低C/A码精度导100米。 1)采用δ技术，对卫星的基准频率加入抖动，降低星历 精度 2)在卫星的钟频信号中加入抖动(ε技术) 2、AS技术 反电子欺骗技术。使P码加入W码变成Y码，更保密。防止 敌人使用Shandong University of Science and Technology

5.6美国的GPS政策

3、影响 1)降低单点定位精度 2)降低长距离相对定位精度

3) 整周未知数的处理带来困难

从导航点文中可以判断出

5.6.2GPS现代化 1、GPS信号现代化 2、开发第三代GPS卫星 3、地面控制部分现代化

1、GPS卫星现代化的提出和内涵GPS现代化的提法是1999年1月25日美国副总统以文告 的形式发表的。文告只提出了几项民用GPS导航技术的 改进和发展，但其整个GPS现代化实质是要加强GPS对 美军现代化战争中的支撑和保持全球民用导航领域中的 领导地位。随后美国军方和波音公司(GPS系统主要制 造商)发表的文章都阐明了他的内涵：一是保护，即 GPS现代化是为了更好地保护美方和友好方的使用，要 发展军码和强化军码的保密性能，加强抗干扰能力；二 是阻止：即阻扰敌对方的使用，施加干扰，施加SA, AS等；三是保持，即是保持在有威胁地区以外的民用用 户有更精确更安全的使用。

----目前在轨道上的28颗卫星运行正常。其 中的26颗是属于GPS BLOCKⅡA型，预计 可以再正常运行2年，至2002年初，即由原 计划的5年寿命延长到10.6年，其中的两颗 BLOCKⅡR型号的GPS卫星正在轨道上正 常运行，其中的一颗是1999年10月7日才发 射的。

2、GPS现代化计划中的军事部分 ----美国提出GPS现代化的基本目的是满足 和适应21世纪美国国防现代化发展的需要， 这是GPS现代化中第一位的，根本的。具 体地说，GPS现代化是为了更好地支持和 保障军事行动。引用美军一名将领的原话： 在军事行动的，或有危险的，或有威胁的 环境下，要求GPS能对作战成员的战斗力 提供更好的支持，对他们的生命提供更安 全的保障，能有助于各类武器发挥更有效 的作用。

美国经过调查认为，军事用户对GPS的需求大体 有以下4个主要方面。 1、在今后“信息战”“电子战”的背景下， GPS必须要有更好的抗电子干扰能力； 2、要有安全的GPS使用范围，这包括两方面 的含义，一是GPS用户能安全使用，二是对不 同类型GPS用户要有不同使用范围，要区别对 待； 3、GPS用户要有更短的首次初始化时间； 4、和其他军事导航系统和各类

武器装备要相 互配适。

使用美国GPS精码P(Y)的除美国军方以外， 目前美国军方授权所在国家和地区的军方使 用的有27个。其中主要是北约国家的军方， 在授权亚太地区军方使用的国家和地区主要 有：韩国、中国台湾、日本、新加坡、沙特 阿拉伯、科威特、泰国等。 ----GPS除了在各类运载器(包括载人和火器) 的导航和定位方面发挥了巨大作用外，在对 战斗人员的支持和援助中发挥了关键性作用， 因此评价极高。

在上述军事用户需求调查的基础上，美国军方和情报 部门在1999年6月作出以下4项GPS现代化的响应技 术措施。 1、增加GPS卫星发射的信号强度，以增加抗电子 干扰能力。 2、在GPS信号频道上，增加新的军用码(M码), 要与民用码分开。M码要有更好的抗破译的保密和 安全性能。 3、军事用户的接受设备要比民用的有更好的保护 装置，特别是抗干扰能力和快速初始化功能。 4、创造新的技术，以阻止和阻扰敌方使用GPS。

3、GPS现代化计划中的民用部分为更好地民用导航、定位、大气探测等方面的 需求，美方认为他大体有以下5个主要方面。 1、改善民用导航和定位的精度； 2、扩大服务的覆盖面和改善服务的持续性； 3、提高导航的安全性(Integrity),如增强 信号功率，增加导航信号和频道； 4、保持GPS在全球定位系统中技术和销售 的领先地位； 5、注意和现有的和将来的民用其他空间导航 系统的匹配和兼容。

基于上述需求，美方拟采取的措施有： 1、在一年一度评估的基础上，决定是否将SA 信号强度降为零。停止SA的播放，将使民用 实时定位和导航的精度提高3-5倍。这已在今 年5月1日零点开始实行。这里要说明一点，美 国军方已经掌握了GPS施加SA的技术，即 GPS可以在局部区域内增加SA信号强度，使 敌对方利用GPS时严重降低定位精度，无法用 于军事行动。 2、在L2频道上增加第二民用码，即CA码。这 样用户就可以有更好的多余观测，以提高定位 精度，并有利于电离层的改正。 3、增加L5民用频率，这有利于提高民用实时 定位的精度和导航的安全性。

4、GPS现代化计划的进程安排GPS现代化第一阶段：

----发射12颗改进型的GPS BLOCK ⅡR型卫星， 它们具有一些新的功能。既能发射第二民用码， 即在L2上加载CA码；在L1和L2上播发P(Y) 码的同时，在这两个频率上还试验性的同时加 载新的军码(M码);ⅡR型的信号发射功率， 不论在民用通道还是军用通道上都有很大提高。

GPS现代化第二阶段：

----发射6颗GPS BLOCKⅡF(“ⅡFLite” )。 GPS BLOCKⅡF型卫星除了有上面提到的 GPS BLOCKⅡR型卫星

的功能外，还进一步 强化发射M码的功率和增加发射第三民用频 率，即L5频道。GPSⅡF型卫星的第一颗的 发射不迟于2005年。到2008年在空中运行的 GPS卫星中，至少有18颗ⅡF型卫星，以保证 M码的全球覆盖。到2016年GPS卫星系统应 全部以ⅡF卫星运行，共计24+3颗。

GPS现代化计划的第三阶段：

----发射的GPS BLOCKⅢ型卫星，在2003年 前完成代号为GPSⅢ的GPS完全现代化计划设 计工作。目前正在研究未来GPS卫星导航的需 求，讨论制定GPSⅢ型卫星系统结构，系统安 全性、可靠程度和各种可能的风险，计划在 2008年要发射GPSⅢ的第一颗实验卫星。计划 用近20年的时间完成GPSⅢ计划，取代目前的 GPSⅡ。