日前,美国空军空间司令部下令继续提高全球定位系统(GPS)的现代化水平。美国政府官员在解释其原因时强调,这是为了更好地维护军方和民间GPS用户的利益。据美国“导航卫星定时和测距”GPS联合计划办公室(Navstar GPS Joint Program Office)的官员说,稳步发展全球定位系统,是要为各类武器平台和民间用户提供新的定位功能。近期,美国空军空间指挥部正积极准备提交用于更新计划的GPS现代卫星、地面控制系统和军用设备。
GPS发展是一个持续更新过程
虽然在1978年到1985年美国发射了11颗全球定位系统卫星,充分展示了GPS的技术价值。但实际上从发射第一颗全球定位系统卫星BlockI开始及其以后,美国就认识到了持续开发和提高现有系统的必要性。
在早期这种“要发展”的使命驱动下,1989年美国开发和发射了可实际运行,且可为民事用户提供信号的Block II系列卫星。随后,在上世纪90年代初成功发射Block IIA全球定位系统卫星后,美国在空间正式形成第一个GPS卫星群。1995年4月27日,美国空军空间司令部正式宣布全球定位系统进入全面运行阶段。
在正常情况下,全球定位系统卫星群由24颗卫星组成,并辅以一些备用卫星。2004年11月时,美国在运行轨道上拥有的数量最大的卫星群,曾容纳有30颗卫星。现在,通过“导航卫星定时和测距”GPS联合计划办公室、地球大气层和外层空间工业团队的努力,美国已经能够用增加了新功能的GPS为军方和民间使用者提供更多改进服务。
据该办公室GPS系统计划负责人Allan Ballenger上校说,“无论如何,我们都要保证能为世界范围内的军事和民事GPS用户提供更好的服务。维持全球定位系统卫星群虽然置关重要,但实现现在和未来GPS系统与功能的现代化同样至为关键。”
据悉,计划加入现有卫星群以提高GPS现代化程度的大约8颗最新Block IIR卫星,增加了新的军事编码和称作L2C的第二个信号发射器。据称,第一个IIR-M卫星预计将于今年晚些时候发射升空。IIR-M卫星上的两个新信号发射器将减少信号在交换中产生的衰弱度,并且允许用户在其使用位置上就能通过计算校正电离层对定位信号造成的偏差,从而实现了GPS服务更加准确、有效、完整和可靠。紧随IIR-M之后发射的定位系统将是IIF“追随者”卫星( IIF “follow-on” )。它除了具有IIR-M的全部功能外,还增加了第三个信号发射器L5用以支持几种特殊需求,尤其是对民用飞机。
定位准确率将提高15%到20%
据报道,美国“导航卫星定时和测距”GPS联合计划办公室今年晚些时候,将为其军事和民事用户提供一种属于GPS发展里程碑,极具价值的服务。GPS生产商将与美国国家地球空间情报所和第50空间大队,共同落实“提高精确性倡议”计划。这个倡议将由驻科罗拉多Schriever空军基地的空军第二空间任务中队,在世界范围内增加六个美国国家地球空间情报所监测站。所有这些监测站,都将选在GPS运行控制分部的中心位置设立。
空军和地球空间情报所的这些努力,将使GPS主控站收集的可用数据增加两倍。由于这些数据主要用于提高观测属于全球定位系统卫星运行状况的能力,因此,数据收集能力的增强必将有利于提高GPS发布导航信息的精确性。“提高精确性倡议”将足以保证任何一个军事或民事GPS使用者,在不更换现有接收器的条件下就能将导航信息的准确性提高到15%至20%。
这个倡议所建立的六个监测站中的第一个如果建成,可保证GPS主控中心有可能从最低限度的两个监控站全时辰观察到所有定位卫星。如果再加上其他五个监测站点,那么主控中心就能在任何三个监测站全时辰观察到任何一颗卫星。
下一代全球定位系统2013年升空
预计2013年升空的下一代全球定位系统??Block IIIA,将增加许多新功能以满足军事和民事使用者更高水平的要求。Block IIIA将使全球定位系统发生突破性进展,能够使GPS的命令和控制结构相联通,从而使整个全球定位系统卫星群从一个接收每个卫星信号的单一地面站升级为一个与地面天线相呼应的轨道系统。
可以预料,这将会极大提高GPS信号的准确性、完整性并减少信号的衰弱度。Block IIIA同时支持一个定点发射天线,用来防范想造成信号堵塞的敌意信号的渗透。美国空军上校Ballenger说,无论实现怎样的进步或现代化,“导航卫星定时和测距”GPS联合计划办公室都相信,遍布世界的美国和盟国军事和民事GPS用户都会从中受益。(东征)