GPS是如何实际定位的?_天涯博客_有见识的人都在此_天涯社区
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/
惯性导航(
GPS/INS
)组合制导技术,是目前{zxj}的、全天候、自主式制导技术,有广泛应用前景,是国外正在发展的第四代中
/
远距xx制导空地武器、尤其是第四代xx制导xx普遍采用的一项关键技术。
最早采用
GPS/INS
组合制导技术的机载xx制导武器,是美国海军的舰载攻击机
A-7E
装备使用的
“
斯拉姆
”
(
SLAM
)
AGM-84E
空舰导弹。该弹采用
GPS/INS
组合制导为中段制导,红外成像加视频数据链遥控为末段制导,在
1991
年初爆发的海湾战争中,以其很高的命中精度取得引人注目的战绩。海湾战争之后该弹的改进型
——“
增敏斯拉
姆
”
(
SLAM-ER
)
AGM-84H
和
“
大斯拉姆
”
(
Grand SLAM
)空舰导弹,中段制导均采用
GPS/INS
组合制导。
目前已经采用
GPS/INS
组合制导技术的新一代机载xx制导空地武器有:美国的
AGM
-86C
空射巡航导弹、
AGM-130
空地导弹、
AGM-142
空地导弹、
CBU-97/B
传感器引爆(
SFW
)子母xx和
GBU-29/31“
杰达姆
”
(
JDAM
)制导xx。
“
杰达姆
”
由
B
-2A
隐身战略轰炸机携带,首次大量用于
1999
年
3
月
24
日
至
6
月
10
日
对南联盟持续
78
天的狂轰滥炸中,并于
5
月
8
日
野蛮轰炸我驻南使馆。计划加装该组合制导的机载xx制导武器有:
AGM-154“
杰索伍
”
(
JSOW
)联合防区外发射武器、
“
贾斯姆
”
(
JASSM
)联合防区外空地导弹和
“
杰达姆
”
(
JDAM
)第
2
、
3
阶段制导xx等。
一、全球定位系统(
GPS
)技术
美国
1993
年建成的
“
全球定位系统
”
(
GPS
),是美国国防部管理的军民两用的天基无线电导航系统。它由导航星座、地面控制站和用户定位接收机组成。导航星座目前由
24
颗卫星组成,其中有
21
颗工作卫星和
3
颗备用卫星,在离地高度约
20183
千米
处有
6
个椭圆形轨道平面,轨道倾角
55°
,均匀分布
4
颗卫星,运行周期
12
小时
/
转,
3
颗卫星的覆盖区域超过全球,故使全球各地用户至少可同时接收到
6
颗卫星播发的导航信号,最多可同时接收
11
颗卫星播发的导航信号。地面控制站用于测量和预报卫星轨道并对卫星上的设备工作情况进行监控,为用户接收机提供卫星相对于地面的位置数据。
用户定位接收机利用接收的、来自由其星历数据准确获知空间位置的卫星发射的、以光速传播的信息,测出该信息传播的时间,计算出其与该卫星的相对位置,即距离。利用距离三角形测量原理,用户
GPS
接收机同时接收
3
颗卫星的信号,可以计算出用户
GPS
接收机所在的三维空间位置;同时,利用对在测量时间内获得的距离进行时间微分,根据线性速度与多普勒频率的关系,用户
GPS
接收机可测量出卫星的多普勒频率,从而计算出自身的运动速度 。由于用户接收机的时钟基准,相对于
GPS
的原子钟基准存在误差,因此,将其实际测量距离称之为
“
伪距
”
(
pseudo range
),将在其实际测量时间间隔内对该伪距离微分所得之速度测量值称之为
“
差伪距
”
(
Delta pseudo range
),亦称
“
伪距率
”
。为了确定用户
GPS
接收机所在的三维位置并对其时钟误差进行校准,
必须至少同时跟踪接收
GPS
导航星座中的
4
颗卫星的信号,才能完成导航计算任务。若同时跟踪接收
GPS
导航星座中的
4
颗以上的卫星,则在使用相同的惯性导航系统时的导航计算的精度会更高。
GPS
导航星座中的每颗卫星均装有作为测量系统时间标准的同步的铯(
Cs133
)原子钟和传送定位信号的载波发射机,载波信号工作在
L
波段的
2
个频率:
L1
为
1575.42 MHz
,
L2
为
1227.6 MHz
。
L1
载波信号采用
1.023 MHz
、带宽
1MHz
的伪随机噪声编码进行调制,重复调制间隔时间为
1024
位或
1
毫秒,该调制编码称之为
“
粗截获(
C/A
)码
”
,为全球民用用户提供
“
标准定位服务
”
(
SPS
)。
L2
载波信号采用
10.23 MHz
、带宽
10 MHz
的伪随机噪声编码进行调制,重复调制间隔时间为
7
天,该调制编码称之为
“
精(
P
)码
”
,为美国和其盟国军事用户提供
“
xx定位服务
”
(
PPS
)。卫星播发的导航信号的传输速率为
50
位
/
秒,
L1
和
L2
载波信号除运载导航信息外,还有描述卫星轨道、时钟校准和其他系统参数的各数据位。
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