第一章 科學漫步 STS

1、 美國的美國的GPS 歐盟的歐盟的“伽利略伽利略” 俄羅斯的俄羅斯的“格洛納斯格洛納斯” 中國的中國的“北斗北斗” GPS 是英文是英文Global Positioning System （全球定位系統(tǒng)）的簡稱；在機械領（全球定位系統(tǒng)）的簡稱；在機械領 域域GPS則有另外一種含義：產(chǎn)品幾何則有另外一種含義：產(chǎn)品幾何 技術規(guī)范技術規(guī)范(Geometrical Product Specifications)-簡稱簡稱GPS； GPS是是20世紀世紀70年代由美國陸海空三軍聯(lián)年代由美國陸?？杖娐?lián) 合研制的新一代空間衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)合研制的新一代空間衛(wèi)星導航定位系統(tǒng) ； 其主要目的是為陸、海、空三大

2、領域提其主要目的是為陸、海、空三大領域提 供實時、供實時、 全天候和全球性的導航服務，全天候和全球性的導航服務， 并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊 等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略 的重要組成；的重要組成； 經(jīng)過經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資余年的研究實驗，耗資300億億 美元，到美元，到1994年年3月，全球覆蓋率高月，全球覆蓋率高 達達98%的的24顆顆GPS衛(wèi)星星座己布設完衛(wèi)星星座己布設完 成；成； GPS是目前世界是目前世界 上最先進、最上最先進、最 完善的衛(wèi)星導完善的衛(wèi)星導 航系統(tǒng)與定位航系統(tǒng)與定位 系統(tǒng)；系統(tǒng)；

3、7 1、 GPS GPS衛(wèi)星星座 車輛 GPS信號接收機 Intenet網(wǎng)絡 監(jiān)控中心1監(jiān)控中心2監(jiān)控中心N 監(jiān)控系統(tǒng) GPRS/CDMA 基站基站 陸地應用陸地應用 主要包括車輛導航、應急反應、主要包括車輛導航、應急反應、 大氣物理觀測、地球物理資源勘大氣物理觀測、地球物理資源勘 探、工程測量、變形監(jiān)測、地殼探、工程測量、變形監(jiān)測、地殼 運動監(jiān)測、運動監(jiān)測、 市政規(guī)劃控制等；市政規(guī)劃控制等； 海洋應用海洋應用 包括遠洋船最佳航程航線測定、船包括遠洋船最佳航程航線測定、船 只實時調度與導航、海洋救援、海只實時調度與導航、海洋救援、海 洋探寶、水文地質測量以及海洋平洋探寶、水文地質測量以及海洋平

4、 臺定位、海平面升降監(jiān)測等；臺定位、海平面升降監(jiān)測等； 航空航天應用航空航天應用 包括飛機導航、航空遙包括飛機導航、航空遙 感姿態(tài)控制、感姿態(tài)控制、 低軌衛(wèi)星定軌、導彈制導、航空救低軌衛(wèi)星定軌、導彈制導、航空救 援和載人航天器防護探測等；援和載人航天器防護探測等； 中國中國GPS導航的市場潛力巨大；截至到導航的市場潛力巨大；截至到2005年底，中年底，中 國擁有車載導航設備的車輛不足國擁有車載導航設備的車輛不足10萬輛，相對于萬輛，相對于 3000萬輛的汽車總數(shù)來說，普及率不到萬輛的汽車總數(shù)來說，普及率不到1%；而日本；而日本 的汽車車載導航安裝率高達的汽車車載導航安裝率高達59%，歐美約占，

5、歐美約占25%； 雖然中國的市場還處于起步階段，但調查認為其增長雖然中國的市場還處于起步階段，但調查認為其增長 潛力巨大；中國消費者喜歡把手機看作是時尚的標潛力巨大；中國消費者喜歡把手機看作是時尚的標 志，因此更換手機的速度遠遠超過其他國家的消費志，因此更換手機的速度遠遠超過其他國家的消費 者；者；GPS終端設備在中國消費者中也越來越受歡迎；終端設備在中國消費者中也越來越受歡迎； 有統(tǒng)計表明，有統(tǒng)計表明，2006年中國手持年中國手持GPS裝置的出貨量達到裝置的出貨量達到 了了28.8萬，年增長率高達萬，年增長率高達141.5%，預計這一增長速，預計這一增長速 度在未來五年內會繼續(xù)；度在未來五年

6、內會繼續(xù)； 影響影響GPS導航市場發(fā)展的導航市場發(fā)展的 主要障礙包括，消費者對移動主要障礙包括，消費者對移動GPS導航了解不夠，導航了解不夠， 手機款式少，價格高，但隨著機價格下降，以及業(yè)手機款式少，價格高，但隨著機價格下降，以及業(yè) 界廠商提高他們的推廣力度，這些問題都會盡快得界廠商提高他們的推廣力度，這些問題都會盡快得 到解決到解決 ； 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)BeiDou （COMPASS）Navigation Satellite System是中國正在實施的自主發(fā)展、是中國正在實施的自主發(fā)展、 獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)；獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)； 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地

7、面段和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和 用戶段三部分組成，空間段包括用戶段三部分組成，空間段包括5顆靜顆靜 止軌道衛(wèi)星和止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地顆非靜止軌道衛(wèi)星，地 面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若 干個地面站，用戶段由北斗用戶終端以干個地面站，用戶段由北斗用戶終端以 及與美國及與美國GPS、俄羅斯、俄羅斯GLONASS、歐洲、歐洲 GALILEO等其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終等其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終 端組成；端組成； 2003年我國北斗一號建成并開通運行，年我國北斗一號建成并開通運行， “北斗北斗”的指揮機和終端之間可以的指揮機和終端之間可以

8、雙向交流；去年雙向交流；去年5月月12日四川大地震日四川大地震 發(fā)生后，北京武警指揮中心和四川發(fā)生后，北京武警指揮中心和四川 武警部隊已運用武警部隊已運用“北斗北斗”進行了上進行了上 百次交流；北斗二號系列衛(wèi)星百次交流；北斗二號系列衛(wèi)星2010 年起將進入組網(wǎng)高峰期，預計在年起將進入組網(wǎng)高峰期，預計在 2015年形成由三十幾顆衛(wèi)星組成的年形成由三十幾顆衛(wèi)星組成的 覆蓋全球的系統(tǒng)；覆蓋全球的系統(tǒng)； 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)致力于向全球用戶提供高北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)致力于向全球用戶提供高 質量的定位、導航和授時服務，包括開放服質量的定位、導航和授時服務，包括開放服 務和授權服務兩種方式；開放服務是向全球務和授權服務兩種方式；開放服務是向全球 免費提供定位、測速和授時服務，定位精度免費提供定位、測速和授時服務，定位精度 10米，測速精度米，測速精度0.2米米/秒，授時精度秒，授時精度10納秒；納秒； 授權服務是為有高精度、高可靠衛(wèi)星導航需授權服務是為有高精度、高可靠衛(wèi)星導航需 求的用戶，提供定位、測速、授時和通信服求的用戶，提供定位、測速、授時和通信服 務以及系統(tǒng)完好性信息；務以及系統(tǒng)完好性信息； 為使北