美国Block Ⅲ号GPS卫星 图片来自网络
1958年12月,美国詹斯·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)在美国海军的资助下,开始对上述原理进行了更深层次的研究,并研制出了一种新的空中无线电导航系统——美国海军卫星导航系统(Navy Navigation Satellite)。又因导航卫星是沿着地球子午线轨道运行,所以也叫子午卫星导航系统。这也是第一代卫星导航系统。
GPS卫星结构解析 图片来自于网络
随着子午卫星导航系统的实践应用的发展以及技术的进步,历史的车轮逐步迈入了新的历史篇章——美国全球卫星导航系统的GPS的正式建立。
在发现子午卫星的数量以及轨道无法满足全球定位后,1973年12月,美国国防部批准它的海、陆、空三军联合研制一种新的军用卫星全球定位导航系统——navigation by Satellite timing and ranging(NAVSTAR) global positioning System(GPS),称之为GPS全球卫星定位系统(近年来,个别美国学者将它定义为global positioning Satellites(GPS)Navigation System)。
它是美国国防部的第二代卫星导航系统。为管理GPS全球卫星定位系统,美国国防部还专门设立了一个负责实施GPS计划的联合办公室。该办公室设在洛杉矶的空军航天处司令部内,其组成人员包括美国陆军、海军、海军陆战队、国防制图局、交通部、北大西洋公约组织和澳大利亚的代表。
GPS卫星在火箭整流罩内准备发射,图片来自于Spaceflight
1978年2月22日,第一颗GPS试验卫星的成功发射,标志着工程研制阶段的开始。此后一直到1985年期间,共计发射了十一颗试验卫星。波澜壮阔的全球卫星星座建设工程正式拉开。
1989年2月14日,第一颗GPS工作卫星发射成功,最终在1994年3月建成了信号覆盖率达到98%的全球GPS工作星座。它由9颗block Ⅱ卫星和15颗block ⅡA卫星组成。1985年11月以前发射的11颗block One GPS试验卫星已完成了它们的历史使命,于1995年全部停止工作。
原创图片
此后,美国政府不断对GPS系统进行拨款维护与升级。在过去三十多年间,已经总计迭代了近四代。在淘汰了老卫星之后,美国政府相当于重建了四次全球GPS卫星导航星座。
而根据第三代GPS卫星的最新改进型Block Ⅱ号的设计使用寿命12年来计算,现在我们所使用的美国GPS卫星基本都是第三代后期的改进卫星系统以及刚发射不久的第四代卫星。从硬件到软件上,早已完完全全和三十年前的GPS不是一回事。
所以,我们现在所使用的GPS基本都是美国最近十年来的最新科技,而不是三十年的科技。
时代在进步,中国的“GPS”(北斗卫星定位系统)也在发展。北斗三号之后的北斗四号正在路上,具体何时到来让我们一起拭目以待!