曾幾何時(shí)，咱們都沒(méi)有體驗(yàn)過(guò)在異國(guó)他鄉(xiāng)走失的感覺(jué)了，每天點(diǎn)了外賣(mài)就開(kāi)端盯著騎手看看外賣(mài)到哪里了，這些都得益于GPS的呈現(xiàn)，潛移默化地改變了咱們的日子?？墒钱?dāng)被新疆GPS問(wèn)到，GPS從何而來(lái)，是誰(shuí)創(chuàng)造晰GPS，離開(kāi)GPS咱們的日子會(huì)怎樣呢？這些問(wèn)題幾乎會(huì)難倒大多數(shù)人，今日咱們就來(lái)聊聊關(guān)于GPS的那些事兒。

GPS的歷史與未來(lái)

GPS的概念最初源于暗斗時(shí)期的太空比賽中，其時(shí)的科學(xué)家們新疆GPS通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的“多普勒效應(yīng)”改變來(lái)追尋衛(wèi)星的方位。美國(guó)水兵在20世紀(jì)六十年代中葉進(jìn)行了衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)，為搭載了核導(dǎo)彈的美國(guó)潛艇供給定位服務(wù)。通過(guò)六顆極地衛(wèi)星，潛艇能夠捕捉衛(wèi)星的多普勒改變信號(hào)，在幾分鐘內(nèi)確定潛艇的方位，這便是GPS的前身。

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在20世紀(jì)七十年代早期，美國(guó)國(guó)防部想要擁有一個(gè)強(qiáng)大的安穩(wěn)的衛(wèi)星導(dǎo)航體系，在水兵科學(xué)家之前設(shè)想的基礎(chǔ)上，決定運(yùn)用衛(wèi)星來(lái)構(gòu)建導(dǎo)航體系。隨后，1978年美國(guó)國(guó)防部發(fā)射了第一顆帶有守時(shí)和測(cè)距功用的導(dǎo)航衛(wèi)星，整個(gè)GPS體系2于1994年完結(jié)星座部署，投入全面運(yùn)轉(zhuǎn)服務(wù)。

今日，有32顆GPS衛(wèi)星正在運(yùn)轉(zhuǎn)，它們正掩蓋著地球，影響著咱們?nèi)兆拥姆椒矫婷妗PS現(xiàn)在供給兩種層級(jí)的服務(wù)，即標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（SPS）在L1頻率上運(yùn)用粗收集（C/A）碼，和精準(zhǔn)定位服務(wù)（PPS）在L1和L2頻率上都運(yùn)用P(Y)碼。精準(zhǔn)定位服務(wù)的運(yùn)用權(quán)限遭到美國(guó)空軍、美國(guó)聯(lián)邦安排和一些盟軍武裝部隊(duì)和政府的嚴(yán)厲限制。全球范圍內(nèi)所有用戶(hù)均可在連續(xù)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)，不向直接用戶(hù)收取任何費(fèi)用。

跟著科技進(jìn)步，美國(guó)政府也在進(jìn)行著GPS衛(wèi)星體系的現(xiàn)代化與更新?，F(xiàn)在正在試圖在GPS信號(hào)中增加兩個(gè)民用信號(hào)頻道，1）是在GPSL2頻率中增加1227.60M新疆GPSHz的第二民用信號(hào)L2C，來(lái)滿(mǎn)意高精度科學(xué)用處的需求；2）增加第三民用信號(hào)L5，頻率在1176.45MHz來(lái)滿(mǎn)意民用航空等要害生命出產(chǎn)安全的需求。除此之外，還計(jì)劃在GPS信號(hào)中增加第四民用信號(hào)L1C，以達(dá)到和其他GNSS體系互通的目的，如與歐盟的Galileo和俄羅斯的GLONASS。這個(gè)第四信號(hào)將會(huì)增加在GPSBlock III衛(wèi)星中，現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)中。GPS將是美國(guó)聯(lián)邦政府供給的主要無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航體系，并將進(jìn)行擴(kuò)充和改善，以滿(mǎn)意未來(lái)關(guān)于導(dǎo)航定位精確性、掩蓋范圍、可用性、連續(xù)性和完整性的要求。

誰(shuí)創(chuàng)造晰GPS？全球定位體系背后的人們

咱們知道其實(shí)電話(huà)并不是貝爾創(chuàng)造的，但這在創(chuàng)造者Antonio Meucci過(guò)世113年后才在法庭上被證明。燈泡也是相同，每當(dāng)咱們說(shuō)到電燈的時(shí)分，首要就想到的便是托馬斯·愛(ài)迪生，但其實(shí)是HumphryDavy才是第一個(gè)向咱們展示電流流過(guò)鉑條所發(fā)出的光亮的人?？茖W(xué)史中充滿(mǎn)著各種關(guān)于創(chuàng)造所有權(quán)的爭(zhēng)議，GPS便是其中之一，是誰(shuí)創(chuàng)造晰GPS呢？至少有四位科學(xué)家被以為與這項(xiàng)最早源于美國(guó)國(guó)防部用于戎行用處的革命性技能的創(chuàng)造有關(guān)。

Roger L. Easton

Roger L. Easton作為美國(guó)水兵研討實(shí)驗(yàn)室空間運(yùn)用部分的前主管，是促進(jìn)GPS開(kāi)展構(gòu)成的相關(guān)工程與技能運(yùn)用的大腦。作為暗斗科學(xué)家之一，Easton從事追尋衛(wèi)星軌跡的技能研討，曾主要致力于樹(shù)立一個(gè)像蘇聯(lián)人造衛(wèi)星Sputnik相同，以時(shí)刻基準(zhǔn)的導(dǎo)航概念——時(shí)刻導(dǎo)航，它被運(yùn)用于被迫測(cè)距、圓形軌跡和與主時(shí)鐘同步的星載高精度時(shí)鐘里。時(shí)至今日，這些技能在恣意一顆GPS衛(wèi)星中都是十分重要的。

2004年，Easton收到了美國(guó)總統(tǒng)頒發(fā)的美國(guó)國(guó)家技能創(chuàng)新獎(jiǎng)?wù)?，?“在航天器跟蹤、導(dǎo)航及守時(shí)技能獲得的廣泛的前驅(qū)性成果和為NAVSTAR-GPS的開(kāi)展作出巨大奉獻(xiàn)”而獲得這項(xiàng)榮譽(yù)。但是，直到2010年美國(guó)創(chuàng)造家名人堂才承認(rèn)Easton對(duì)GPS創(chuàng)造的奉獻(xiàn)。

事實(shí)上，早在2004年已有另外兩名科學(xué)家Ivan Getting和Brad Parkinson，因GPS技能的創(chuàng)造而進(jìn)入了美國(guó)創(chuàng)造家名人堂。

Ivan Getting

美國(guó)創(chuàng)造家名人堂對(duì)Getting博士發(fā)出了約請(qǐng)，因其推動(dòng)了“通過(guò)先進(jìn)衛(wèi)星體系來(lái)為快速移動(dòng)的物體（從轎車(chē)到導(dǎo)彈）精準(zhǔn)地計(jì)算方位數(shù)據(jù)” 的概念的運(yùn)用。這位美國(guó)航空航天公司的開(kāi)創(chuàng)總裁還在2003年被美國(guó)國(guó)家工程院授予了“查爾斯·斯塔克·德雷珀工程獎(jiǎng)”，因其對(duì)“GPS概念和開(kāi)展”的巨大奉獻(xiàn)。更具體地說(shuō)，美國(guó)國(guó)家工程院以為Getting博士對(duì)“GPS設(shè)計(jì)，其運(yùn)轉(zhuǎn)價(jià)值、規(guī)劃、商洽和與所有體系利益相關(guān)者獲得一致協(xié)議，在GPS完成的道路上居功至偉?！?/span>

Getting博士提出了三維、時(shí)差定位導(dǎo)航體系，據(jù)他自己陳說(shuō)“這些建議書(shū)是美國(guó)航空航天公司提出的，對(duì)GPS十分重要?！痹诖_認(rèn)了水兵現(xiàn)已開(kāi)展了一個(gè)很好的空間導(dǎo)航體系后，Getting博士說(shuō)“國(guó)防研討與工程主任的結(jié)論是只能有一個(gè)體系，且這個(gè)體系應(yīng)根據(jù)空軍、航空航天的概念，被稱(chēng)為GPS，由空軍與三個(gè)合作部分聯(lián)合開(kāi)發(fā)?！?/span>

但是，Easton的兒子Richard以為Getting對(duì)GPS項(xiàng)目的奉獻(xiàn)有限，并不應(yīng)該被以為是GPS的創(chuàng)造者?？墒牵琑ichard更樂(lè)于與另一位名人堂入選者共享榮譽(yù)，他是與Getting博士共同獲得了查爾斯·斯塔克·德雷珀工程獎(jiǎng)的Brad Parkinson。

Brad Parkinson

Brad Parkinson從1972年到1978年在NAVSTAR GPS聯(lián)合項(xiàng)目辦公室中擔(dān)任重要職位，創(chuàng)造家名人堂明確指出，作為該項(xiàng)目第一任負(fù)責(zé)人，他一直是GPS體系概念、工程開(kāi)發(fā)和施行的首席架構(gòu)師，這也為Parkinson贏得了“GPS之父”的美譽(yù)。Parkinson在參與之前現(xiàn)已是一名空軍上校，被委派重新啟動(dòng)一個(gè)空間和導(dǎo)彈體系安排計(jì)劃，代號(hào)為621B，旨在為導(dǎo)航供給高度、經(jīng)度以及緯度數(shù)據(jù)。在美國(guó)國(guó)防部決定樹(shù)立這個(gè)與所有軍事部分合作開(kāi)發(fā)的聯(lián)合項(xiàng)目時(shí)，Parkinson被任命為負(fù)責(zé)人。

GladysWest博士

在四位前驅(qū)中，關(guān)于Wet博士而言，被承以為GPS創(chuàng)造者之路是最為坎坷的。早在1956年，West博士已上任于美國(guó)水兵武器實(shí)驗(yàn)室。這兒曾是暗斗后太空比賽的前沿陣地，也是水兵太空監(jiān)視中心的所在地，直到2004年美國(guó)空軍接管了其控制權(quán)。West博士是一名數(shù)學(xué)家，精于處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以確定衛(wèi)星的切當(dāng)方位。

在2018年12月，West博士終究新疆GPS被約請(qǐng)參加空軍、太空和導(dǎo)彈前驅(qū)名人堂，這是美國(guó)空軍的太空指揮最高榮譽(yù)。在介紹詞中，美國(guó)空軍認(rèn)可了West博士在IBM 7030“Stretch”計(jì)算機(jī)編程的奉獻(xiàn)，其使得“關(guān)于大地水準(zhǔn)面的計(jì)算變得越來(lái)越精細(xì)，終究?jī)?yōu)化為GPS軌跡”。

由上至下四位分別是Roger L. Easton，Ivan Getting，Brad Parkinson，GladysWest

假如GPS失效會(huì)怎樣？

咱們對(duì)GPS導(dǎo)航體系的依靠已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎咱們的想象。美國(guó)政府的GPS衛(wèi)星搭載著與世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTCTime）保持一致的原子鐘，極為精確的時(shí)刻截點(diǎn)關(guān)于一些高速運(yùn)作的，如從電網(wǎng)到高速金融交易等職業(yè)的順利進(jìn)行十分重要，由于萬(wàn)分之一秒的分差就意味著數(shù)百萬(wàn)美元，甚至咱們的互聯(lián)網(wǎng)也依靠于精確的GPS時(shí)刻截點(diǎn)來(lái)接入路由數(shù)據(jù)。

假如GPS失效了，空中的飛機(jī)和海中飛行的輪船就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己現(xiàn)已與世隔絕，不僅如此，戎行也會(huì)無(wú)法監(jiān)控者恐怖安排，無(wú)法獲取天氣預(yù)報(bào)信息，數(shù)字電視和播送將會(huì)無(wú)法傳輸，最重要的，GPS的失效將會(huì)狠狠地沖擊咱們現(xiàn)已習(xí)慣的順暢日子。

2016年1月，美國(guó)空軍退役了一顆新疆GPSGPS衛(wèi)星，一個(gè)錯(cuò)誤的時(shí)刻截點(diǎn)數(shù)據(jù)被上傳進(jìn)入了其他正在工作的衛(wèi)星，使得這些衛(wèi)星的時(shí)鐘產(chǎn)生了13微秒的誤差，這個(gè)錯(cuò)誤在文字中看起來(lái)好像微乎其微，但卻給全世界帶來(lái)了持續(xù)12個(gè)多小時(shí)的紊亂。美國(guó)和加拿大發(fā)出的一些報(bào)告宣稱(chēng)，警察、火災(zāi)和無(wú)線(xiàn)電設(shè)備其時(shí)都陷入紊亂，無(wú)法工作，電網(wǎng)中還呈現(xiàn)了反常信號(hào)更令人震驚的是，這個(gè)失誤還導(dǎo)致英國(guó)播送公司BBC的數(shù)字播送整整癱瘓了兩天！

咱們難以想象失去了GPS將是一種什么樣的災(zāi)難，這個(gè)體系現(xiàn)已隨同咱們走過(guò)了數(shù)十個(gè)年初，而人們也樹(shù)立了包括GPS的全新概念——全球?qū)Ш襟w系GNSS，來(lái)處理與定位相關(guān)的一系列問(wèn)題?，F(xiàn)在，除了美國(guó)擁有的GPS體系，我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航體系、俄羅斯的GLONASS和歐盟的Galileo導(dǎo)航體系，都已在全球范圍內(nèi)運(yùn)作，而印度與日本也現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了適用于區(qū)域的導(dǎo)航體系，未來(lái)的日子也將因這些而變得更舒適快捷。