美国政府的GPS政策


全球定位系统是美国国防部为军事用途而研制组建的卫星导航定位系统,虽然美国政府也采取了鼓励民用的政策,但毕竟无法洗刷掉该系统上的军用系统的烙印。SA政策和AS政策就是典型的例证。

SA(SelectiveAvailability)政策

在全球定位系统的研制组建阶段,大量的试验结果表明,即使利用C/A码来进行导航定位,也能获得相当不错的结果,其精度一般可达±15〜±40m。上述精度已大大优于美国军方预先估计的精度。考虑到GPS在军事上的巨大应用潜力以及C/A码是公开向全球所有用户开放的这一基本政策,为防止敌对方利用GPS危害美国的国家安全,美国国防部从1991年7月1日起在所有的工作卫星上实施SA技术。其主要的技术手段为:

(1) 在卫星的广播星历中人为地加入误差,以降低卫星星历的精度,这就是所谓的ε技术。采取这种技术后相当于用户在进行距离交会时,已知点的坐标精度已被大幅度降低,从而降低了交会的精度。据报道,采用这种方法所引入的卫星星历误差在±50〜±150m间变化,其周期一般为数小时。

(2) 有意识地使卫星钟频产生一种快速的抖动。这种抖动实际上也是一种伪随机过程,对于未掌握其变化规律的用户来讲,产生的效果相当于降低了钟的稳定度,从而影响导航定位精度,这就是所谓的δ技术。实施δ技术所产生的测距误差可达±50m左右,其变化周期一般为数分钟。由于卫星钟的改正参数a0、a1、a2等是每2h更新一次的,所以不可能反映出钟频的快速抖动。

根据美国国防部的规定,采取上述措施后未经美国政府授权的全世界广大用户使用全球定位系统的精度将被降低为:

平面位置:±100m

高程: ±156m

速度: ±0.3m/s

时间: ±340ns

上述误差的置信度皆为95%,即为2倍中误差。若置信度为99.99%,则平面位置的误差为±300mm,局程的误差为±500m。

当时全球定位系统通常被描述为:全球定位系统是一种军民两用的新一代卫星导航定位系统。美国及其盟国的军方用户以及少数经美国政府授权的非军方用户可利用P(Y)码测距,其定位结果不受SA政策的影响,获得精密定位服务(PPS—PrecisePositioningService),其定位精度为±16m(SEP)或更好。未经美国政府授权的广大用户则可使用标准定位服务(SPS—StandardPositioningService),其定位精度为平面位置±100m,高程±156m(95%的置信度)。

AS(Anti-Spoofing)政策

AS政策是美国国防部为防止敌对方对GPS卫星信号进行电子欺骗和电子干扰而采取的一种措施。其具体做法是在P码上加上严格保密的W码,使其模二相加产生完全保密的Y码。该措施从1994年1月31日起实施。

虽然从本意上讲,AS是一项防卫性的措施,但产生的客观效果是限制了广大非特许用户使用Y码的可能性。而无法获得高精度的测码伪距将给GPS测量带来许多不便,增加了载波相位测量数据处理的难度。

近年来,经过接收机生产厂家的不懈努力,在美国政府实施AS政策的情况下,未经美国政府授权的一般测量用户只要采用Z跟踪技术就仍然能利用P码来进行测距,从而较好地克服了AS政策所造成的消极影响。

美国政府GPS政策的新变化

(1) 前苏联的解体和东欧社会主义国家所发生的变更使国际形势发生了很大的变化。苏、美两个超级大国争霸世界的局面已不复存在,美国政府有必要对其GPS政策作出调整。

(2) 多年来GPS产业的年增长率达50%左右,已成为美国经济发展中新的增长点,为美国提供了成千上万个就业机会。美国政府的GPS政策应有助于该产业的发展,而不应阻碍其发展。GPS生产厂商的要求和利益应在美国政府的GPS政策中得到更多的反映。

(3) 未经美国政府授权的广大用户利用差分GPS等技术已能较好地解决实施SA政策所产生的各种问题。在这种情况下继续实施SA已无太大意义,所以美国公共行政协会NAPA和国家科学研究协会的一个委员会于1995年联合建议终止实施SA。况且经数年研究后,美国军方已具备了在局部地区实施SA的能力。

(4) 俄罗斯管理的GLONASS卫星导航定位系统早已宣布不实施SA政策,所以其导航定位精度要比实施SA的GPS高得多。如果美国政府不终止SA政策,大量用户必将舍弃GPS而改用GLONASS。这种国际间的竞争也迫使美国政府对GPS政策作出调整。在上述背景下,1996年3月29日,美国以总统指令的形式公布了新的GPS政策。宣布将在4〜10年内取消SA政策;进一步鼓励民间用户为商业、科研等和平用途而广泛使用GPS;国防部(DOD)变反对联邦航空管理局(FAA)实施WAAS计划为支持该计划。显然,为了更好地适应新的形势,美国已对原国防部制定的GPS政策作了大幅度调整。这种变化减少了广大未授权用户在使用GPS时所受到的限制,有利于全球定位系统的普及推广工作。需要说明的是,SA已在2000年5月2日4时左右(UTC)取消。

卫星导航定位系统在军事和民用的各个领域中正发挥着越来越大的作用。其用户数量之多,使用方式之多样,效用之大,都是前所未有的。正因为如此,全世界各发达国家都在积极发展自己的卫星导航定位系统及其增强系统,以最大限度地谋取军事利益、经济利益和政治利益。美国为了更好地满足军事需要,继续扩展民用市场,确保GPS在卫星导航定位领域中的霸主地位,劝说他国放弃建立自己的卫星导航定位系统的计划,决定对GPS系统实行现代化,其主要内容包括:

(1) 在BlockllR卫星的L2载波上调制C/A码,在BlockllF卫星中增加f=1176.45MHz

的民用频率,以便民用用户能较完善地消除电离层延迟,提高信号的冗余度,改善定位精度和可靠性。

(2) 增强卫星信号强度,增加抗干扰能力。

(3) 增设新的军用码(M码),与民用码分开,并具有更好的保密性和抗干扰能力。

(4) 使用新技术,以阻止或干扰敌对方使用GPS。

(5) 军用接收机具有更好的保护装置特别是抗干扰能力,具有快速初始化功能。

我国为了确保国家安全,增强综合国力,也正在发展自己的卫星导航定位系统。

展开阅读全文

页面更新:2024-04-17

标签:美国政府   国防部   政策   高程   抗干扰   美国   军方   误差   精度   美国国防部   措施   能力   用户   军事   技术

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020-2024 All Rights Reserved. Powered By 71396.com 闽ICP备11008920号-4
闽公网安备35020302034903号

Top