第八卷 星灼
第1524章 難啊!
「既然已經被列入863計劃了,那不是應該迎來一次大發展了?」譚振華明知故問道。
「目前,全球最成熟的衛星定位系統,當屬米國的GPS系統。」陳芳允慢條斯理地說道:「這套系統起源於1958年米國的一項名為「公交導航系統」的實驗性項目,該項目後來被米國軍方看中並進行了投資,1968年,米國軍方主導的第一代試驗性質衛星導航系統正式運行投入使用,名為Defense Navigation Satellite System,簡稱DNSS,中文意譯為「國防導航衛星系統」,由此可見,這套系統當初完全是為了軍事用途而發展起來的。
「後來呢?」
「1973年,在米國國防部召開了一次由12名軍方各部門主要負責人參加的內部會議,會議結束后,五角大樓正式提出組建一個全球性的衛星導航系統——Navstar,即授時和測距導航衛星(Navigation Signal Timing and Ranging),為方便引用及推廣,又將之稱為全球定位系統Global Positioning System,既我們現在所熟知的GPS,同年9月,米國國會通過決議,決定GPS系統應為軍民兩用性質。」
「後來,國家https://m.hetubook.com.com批准了這個預研課題,我們所也開始做這方面的技術儲備,1985年4月15日,在米國的華盛頓召開了GPS全球定位系統國際運用研討會,這是米國為了在全球民用範圍內推廣其系統而召開的一次會議,我們華夏也受邀參加了這次會議,去開會的是卜慶軍,他回來告訴我,米國人在會上明確提出:在民用部分的GPS系統中,米國人加入了SA干擾信號,人為降低了定位精度,同時,在特殊情況下,為了保證國家安全,米國軍方會採取三種措施應對緊急狀況:第一,降低對方的導航精度;第二,隨時變換編碼;第三,進行區域性管理。」
就拿這個GPS來說吧,米國人的表態說明,他對GPS系統有絕對的控制力,可以決定必要時關閉特定區域、特定國家、特定用戶的GPS信號,或者更改這些特定用戶的編碼,進行差別化、可選擇性管理,不讓他們利用GPS。同時,針對自用的GPS信號,加入更為複雜的密碼保護,使特定人群難以對GPS進行干擾和攻擊。
譚振華不由得點頭,那場戰爭他可是親歷者之一,而且GPS系統他就更加熟悉了,畢竟這東西在90年代初還沒幾個人知道,而在他重生之前,那都已經是個爛大街的玩
和*圖*書意了。
聽了他這話,陳芳允無奈地發出了一聲苦笑,長嘆一聲道:
「GPS的天基系統由21顆工作星和3顆備用星組成,分佈在互成60度的6條軌道,全球任一地點都可以接收到6~9顆衛星的信號,可以向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息;地面控制部分則由主控站、地面天線、監測站及通訊輔助系統組成;接收端則可以做得非常小,甚至可以做成手持式的個人終端,據我所知,米軍在海灣戰爭中就大量配發了這種個人的手持式GPS接收終端,在戰場上發揮了重大作用。」
「剛才我已經介紹過了,GPS系統分為民用版本和軍用版本」,陳老爺子喘了口氣繼續說道:「其中民用的採用C/A碼,也稱為「粗碼」,頻率1.023MHz,重複周期一毫秒,碼間距1微秒,定位精度在14米級;軍用的則採用了P碼,又稱「精碼」,頻率10.23MHz,重複周期266.4納秒,碼間距0.1微秒,定位精度在米級,據悉,GPS系統正在升級P碼到Y碼,Y碼是在P碼的基礎上形成的,保密性能更佳,同時定位精度更高,根據其原理計算,精度可以達到0.3米級別,米國人號稱為厘米級。」
「我們國家啊,起步比米蘇這兩個大國晚了很多。」陳芳允嘆道:hetubook.com.com「1983年,那時候我還沒有離休,任職京城「跟蹤與通信技術研究所」所長,在對米國的GPS技術發展進行了一段時期的跟蹤研究后,和同事們一起提出了研製我國「衛星定位系統」的建議,受當時的客觀條件限制,我提出的方案是先建立一個「雙星定位通信系統」,即通過兩顆地球靜止軌道衛星實現區域性快速導航定位併兼有通信功能的定位方式。」
一口氣說了這麼多,陳老爺子免不了要停下來喘口氣,譚振華自覺地捧哏道:「那麼,米國這個第二代GPS系統現在是處於什麼狀態呢?」
「現在么,這套系統已經升級到了第二代,並且替換第一代系統的工作也已經建成了大半,第二代GPS系統的首星是在1989年2月4日發射升空的,當年一共發射了9顆,而我們預計,全部系統所需的24顆衛星將在今年年底前全部發射完成,構成整個GPS星座,覆蓋全球超過98%的地區,其中已發射並投入使用的部分,在1991年爆發的海灣戰爭中,曾經發揮了重要的作用。」
譚振華點頭,對米國的這種做法,他一點也不意外,米國人一向如此,不可能給你免費的午餐,而且就算是收費的,也一定會加上種種的限制條件,總之一句話,你想用他的東西,就必須接受他的管轄!和_圖_書
「譚博士,難啊!」
譚振華再次點頭,這種手持式終端他也很熟悉,當年在利雅得的時候,他甚至還花高價從某些地下渠道買了幾部米制軍用級別的GPS接收設備給謝力他們,好讓他們在難以辨別方向的沙漠之中行軍的時候,也能精確地找到自己的方位。
「那我們國家目前最這方面做了哪些研究呢?」譚振華適時問道。
簡單的背景介紹后,陳芳允稍微頓了頓,整理了一下思路之後繼續說道:「這套系統投入實際使用后,米國在其上迅速建立起了一整套實用系統,並在此基礎上開發出了第一代衛星導航精確制導武器,在該領域建立起了對前蘇俄的領先優勢,因此,前蘇俄也迅速制定了應對策略,提出了自己的全球衛星導航系統計劃GLONASS,我們稱其為「格洛納斯」,不過由於前蘇俄在微電子領域技術水平遠遠落後于米國,所以格洛納斯完成預研和方案論證,進入實際研製工作的時間已經到了1976年,而那個時候,米國已經啟動了第二代全球衛星導航系統的研製工作三年了。」
「我和卜慶軍溝通過後,達成了兩點共識。」老爺子繼續說道:「第一,要跟蹤、研究、應用GPS;第二,要著手建立我國自己的衛星定位系統。於是,我在研究所里組建了一個5人小組,由本所研究員劉志魁擔任組長,和圖書論證雙星定位通信體制能否可行並發展成為衛星導航系統,第二年2月,卜慶軍向上級遞交了一份名為《建議研究用兩顆星解決定位的問題》的報告,建議最終被上級採納,並被列入了「863」計劃。」
「從科學的角度來說,GPS系統是一個偉大的發明,它可以根據運行在特定軌道上的衛星之間相互數據的組合,精確地測定地球上任何一個能接收到衛星信號的點的位置和時間。GPS首先是一個定位系統,測定點位置的時候,可以精確地確定事物點的經度、緯度以及高度。其次,它還是一個精確的「授時系統」,可以精確的確定該事物點即時的時間,而且這個時間誤差在民用終端上,可以達到1s以內,而GPS本身的授時精度,誤差在30ns以內。基於這些數據,GPS系統可以確定事物準確的經度、緯度及高度;再加上精準的授時,任一可接受到GPS衛星信號的事物點,都能被準確的記錄下來,而且幾乎是即時完成,固定點幾乎就很容易被定位及找到,移動點則可以在其移動軌跡上被找到,而且還能實時的生成3維地圖。有了這個技術,真正地讓地球上每一個事物點之間有了準確的聯繫信息,讓每一個靜止的或者移動的物體,有了可以被捕獲的方式及手段,而且還能與其他信號源產生聯繫,甚至共享實時數據。」