差壓變送器研究GPS定位系統(tǒng)的設計背景和最初設計目的

    差壓變送器研究歷史發(fā)現(xiàn)，1991年海灣戰(zhàn)爭時期，多川部隊的飛機、坦克、軍車在茫茫沙漠上行軍、實施進攻，盡管沙漠上沒有顯著的地面標志，多國部隊的士兵卻始終不會迷失方向，這是因為多閃部隊使用了GPs系統(tǒng)，使部隊能夠準確地知道自己的精確位置，從而為戰(zhàn)爭的勝利莫定了墓礎。同學們也可能看到了關(guān)國影片《國家的敵人》，片中被陷害的黑人律師，無論逃到哪里，美國國防部的特工人員都能夠準確地跟蹤他，這也是利用了GYPS系統(tǒng)，在黑人律師的身上安裝了GPS微型接受器，即使他在運動的情況下，也會使他始終處于衛(wèi)星的監(jiān)控之下。
    從失事一飛機中死里逃生失蹤的飛行員，可以依靠GPS系統(tǒng)，很快就會被救獲。差壓變送器報告顯示，目前GPS已經(jīng)轉(zhuǎn)為民用，北京市和上海市的出租汽車已經(jīng)安裝上了GPS接收器，一旦出租汽車遭遇歹徒的劫持，司機啟動報警裝置后，公安機關(guān)馬上就可以發(fā)現(xiàn)被劫持出租汽車的所在方位、街道，從在該街道生:行駛的上千輛汽車中很快確定被劫車輛，迅速組織替力，擒獲歹徒，營救司機。
    1973年美國國防部組織海陸空三軍共同開發(fā)研究建立新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)計劃，這就是目前所稱的授時與測距導航系統(tǒng)(Navigation  System  Timing  and  Ranging/Global  PositioningSystem- NAVRTAR/GPS)，簡稱全球定位系統(tǒng)(GPS) o
    GPS系統(tǒng)是在子午儀衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，它主要由空間星座部分、地面監(jiān)控部分、用戶接收部分三大部分組成。
    按目前差壓變送器的方案，全球定位系統(tǒng)的空間部分使用18顆高度約為20200km的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。18顆衛(wèi)星分布在六個等間距的軌道上，軌道面的相對赤道面上夾角為55'(如圖5-3所示)。每個軌道面有3顆衛(wèi)星，衛(wèi)星間隔120'。相鄰軌道面的衛(wèi)星的相位差40 '，即任一衛(wèi)星較其東面相鄰軌道面的最近衛(wèi)星向北沿其軌道超前40* o GPS衛(wèi)星軌道為近圓形，運行1期約為11h58mino
    這樣的衛(wèi)星分布，除個別地區(qū)有不長的時間外，可保證全球任何地區(qū)任何時刻都不少于有4顆衛(wèi)星可供觀測。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?br />     美國1978年發(fā)射第一顆GPS實驗衛(wèi)星以來，利用該系統(tǒng)進行定位研究，開發(fā)實驗工作，發(fā)展迅速。由于發(fā)射GPS衛(wèi)星的數(shù)目分布合理(如表5.1所列)，能覆蓋全球的任何地方，所以在地球上任何地方均可以連續(xù)地同步觀測到至少4顆衛(wèi)星，從而保證全球、全天候地連續(xù)三維定位。GPS全球定位系統(tǒng)具有多功能、高精度為用戶提供三維位置、三維速度和時間信息。
    隨著(;PS系統(tǒng)的應川發(fā)展, GPS應川于海上、空中、陸地上運動目標的異航，車輛引行、導彈制導、精密定位、動態(tài)觀測、設計安裝、時間傳遞和速度測最等領(lǐng)域，而且對運動月標的監(jiān)控和管理以及運動目標的報普、救援也獲得了成功的應用。在測量方而，差壓變送器推測這一定位技術(shù)在大地測及、工程測M、工程與地殼變形監(jiān)測、地籍測_LS航空攝影測最、海洋測繪等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

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