GPS——太空里的眼睛

Author: 蓝水晶 Date: 1999年 第51期 35版


  GPS是Global Positioning System(全球定位系统)的缩写。GPS系统是美国军方于70年代开始设计研制的新一代军用卫星导航系统,该系统研制历时近20年,于1993年全部建成。它能够实现在全球范围内全天候、高精度地提供从地面到9000公里高空之间的任意位置的三维坐标、三维速度和时钟信息。
  即将跨入21世纪,全球化的浪潮给通信业带来了广阔的应用前景。不单单是某个产品的生产需要世界各地的众多企业协作,我们的日常生活,工作和学习都将和全世界紧密相关,全球范围内的信息交流将使我们的生活变得更加的高效、舒适和方便。(^513501a^)
  GPS的工作原理其实很简单。运行在天空的卫星内部装有高精度的原子钟,并且有随时更新的数据库,记录着自己和其它GPS卫星的位置。地面GPS接收到这些数据信息后,根据无线电波传播的速度推算出卫星间的相对位置。只要有三颗以上的卫星的相对位置资料,利用三角原理就可以计算出地面的位置,这就是二维坐标点。如果还需要速度信息,则另外还需要一颗卫星。位置加上速度,就是GPS里的三维坐标。其实只要有24颗卫星在轨道上运行,任何时刻在地球的任何一边都不会少于11颗,所以即使有几颗卫星被高山或者建筑挡住,GPS系统也可以为你提供足够的卫星定位信息。
  GPS系统的出现,从根本上解决了人类在海上、陆上、空中以及太空的导航和定位需求,而且它有着传统测量学无法比拟的优点,因此称得上是测量学的一次革命。它的应用已深入到社会经济、建设和科学研究的众多领域。当GPS技术与其他技术结合起来时,就能创造出更加广阔的应用。例如将GPS技术与GIS(地理信息系统)及GSM(全球移动系统)结合起来就构成了移动目标自动定位系统。
  当3G技术得到完美的统一,并有足够的技术支持的时候,我们生活的各个方面都将得到全面的改善。GIS系统的社区服务可以通过全球气象服务网络接收本地区的气象信息,从而提供精确到公里的气象服务。通过GIS气象服务,GIS可以对服务,旅游,农业,工业等行业的生产资料,服务计划,人员调配提供科学合理的配置安排。从而使这些行业的效率提高,并且减低潜在的损失。
  利用GIS系统的全球信息服务,全世界的农产品可以像在本国市场上一样自由快捷地从生产者输送到消费者手中。世界范围内的农产品调配系统将帮助我们在21世纪解决全球人口的生存问题。
  整个交通体系的运作和管理也都可以通过GIS建立的模型进行分析和管理。比如,每台汽车将使用自己专用的标示号和卡片。这张卡片上将纪录有驾驶者和汽车本身的全部信息,驾驶者可以使用这张卡片在全球任何地方交付各种货币的过桥费、过路费、停车费、加油费等各种费用,可以随时追踪汽车所在的方位,起到良好的防盗作用,甚至是出现车祸时,这张卡片还能自动向最近的车辆、医院、警察和驾驶者的亲属发出呼救信号和通知。
  通过GIS系统,你可以不再为交通堵塞而烦恼,因为你的车载GIS系统能从全球地理信息库中很快找到你所在的位置,并且由电脑帮你找出了一条最佳路线。全球汽车定位系统不但可以帮助司机确定你所在的位置,而且可以通过储存的信息,帮你确定行车路线,你甚至不用自己开车,汽车就会在GPS系统的引导下,准确安全地沿着预定路线到达目的地。
  3G技术在教育上的作用也及其明显。通信信息的全球化使得教学已经打破了地域的界限。讲课的老师可以分布在世界各地。当上课的时候,他们的图像通过全球网络汇集到有着巨大屏幕的教室里。老师可以在真实的环境中给世界各地的孩子们上生动的地理课,也许正在上课的学生有时候还要提醒在非洲的老师,他身后有只狮子正在靠近。(^513501b^)
  对于你没有去过的地方,或者去野外探险的时候,有3G技术作为“向导”,你就不用再为迷路而担心,因为,GPS可以确定你的方位,GIS技术则会把你周围地理情况和路径情况及时报告给你,你遇到危险的时候,他们还可以为你报警呢。