第一章 科学漫步 STS

1、 美国的美国的GPS 欧盟的欧盟的“伽利略伽利略” 俄罗斯的俄罗斯的“格洛纳斯格洛纳斯” 中国的中国的“北斗北斗” GPS 是英文是英文Global Positioning System （全球定位系统）的简称；在机械领（全球定位系统）的简称；在机械领 域域GPS则有另外一种含义：产品几何则有另外一种含义：产品几何 技术规范技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称简称GPS； GPS是是20世纪世纪70年代由美国陆海空三军联年代由美国陆海空三军联 合研制的新一代空间卫星导航定位系统合研制的新一代空间卫星导航定位系统 ； 其主要目的是为陆、海、空三大

2、领域提其主要目的是为陆、海、空三大领域提 供实时、供实时、 全天候和全球性的导航服务，全天候和全球性的导航服务， 并用于情报收集、核爆监测和应急通讯并用于情报收集、核爆监测和应急通讯 等一些军事目的，是美国独霸全球战略等一些军事目的，是美国独霸全球战略 的重要组成；的重要组成； 经过经过20余年的研究实验，耗资余年的研究实验，耗资300亿亿 美元，到美元，到1994年年3月，全球覆盖率高月，全球覆盖率高 达达98%的的24颗颗GPS卫星星座己布设完卫星星座己布设完 成；成； GPS是目前世界是目前世界 上最先进、最上最先进、最 完善的卫星导完善的卫星导 航系统与定位航系统与定位 系统；系统；

3、7 1、 GPS GPS卫星星座 车辆 GPS信号接收机 Intenet网络 监控中心1监控中心2监控中心N 监控系统 GPRS/CDMA 基站基站 陆地应用陆地应用 主要包括车辆导航、应急反应、主要包括车辆导航、应急反应、 大气物理观测、地球物理资源勘大气物理观测、地球物理资源勘 探、工程测量、变形监测、地壳探、工程测量、变形监测、地壳 运动监测、运动监测、 市政规划控制等；市政规划控制等； 海洋应用海洋应用 包括远洋船最佳航程航线测定、船包括远洋船最佳航程航线测定、船 只实时调度与导航、海洋救援、海只实时调度与导航、海洋救援、海 洋探宝、水文地质测量以及海洋平洋探宝、水文地质测量以及海洋平

4、 台定位、海平面升降监测等；台定位、海平面升降监测等； 航空航天应用航空航天应用 包括飞机导航、航空遥包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、感姿态控制、 低轨卫星定轨、导弹制导、航空救低轨卫星定轨、导弹制导、航空救 援和载人航天器防护探测等；援和载人航天器防护探测等； 中国中国GPS导航的市场潜力巨大；截至到导航的市场潜力巨大；截至到2005年底，中年底，中 国拥有车载导航设备的车辆不足国拥有车载导航设备的车辆不足10万辆，相对于万辆，相对于 3000万辆的汽车总数来说，普及率不到万辆的汽车总数来说，普及率不到1%；而日本；而日本 的汽车车载导航安装率高达的汽车车载导航安装率高达59%，欧美约占，

5、欧美约占25%； 虽然中国的市场还处于起步阶段，但调查认为其增长虽然中国的市场还处于起步阶段，但调查认为其增长 潜力巨大；中国消费者喜欢把手机看作是时尚的标潜力巨大；中国消费者喜欢把手机看作是时尚的标 志，因此更换手机的速度远远超过其他国家的消费志，因此更换手机的速度远远超过其他国家的消费 者；者；GPS终端设备在中国消费者中也越来越受欢迎；终端设备在中国消费者中也越来越受欢迎； 有统计表明，有统计表明，2006年中国手持年中国手持GPS装置的出货量达到装置的出货量达到 了了28.8万，年增长率高达万，年增长率高达141.5%，预计这一增长速，预计这一增长速 度在未来五年内会继续；度在未来五年

6、内会继续； 影响影响GPS导航市场发展的导航市场发展的 主要障碍包括，消费者对移动主要障碍包括，消费者对移动GPS导航了解不够，导航了解不够， 手机款式少，价格高，但随着机价格下降，以及业手机款式少，价格高，但随着机价格下降，以及业 界厂商提高他们的推广力度，这些问题都会尽快得界厂商提高他们的推广力度，这些问题都会尽快得 到解决到解决 ； 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统BeiDou （COMPASS）Navigation Satellite System是中国正在实施的自主发展、是中国正在实施的自主发展、 独立运行的全球卫星导航系统；独立运行的全球卫星导航系统； 北斗卫星导航系统由空间段、地

7、面段和北斗卫星导航系统由空间段、地面段和 用户段三部分组成，空间段包括用户段三部分组成，空间段包括5颗静颗静 止轨道卫星和止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地颗非静止轨道卫星，地 面段包括主控站、注入站和监测站等若面段包括主控站、注入站和监测站等若 干个地面站，用户段由北斗用户终端以干个地面站，用户段由北斗用户终端以 及与美国及与美国GPS、俄罗斯、俄罗斯GLONASS、欧洲、欧洲 GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终等其他卫星导航系统兼容的终 端组成；端组成； 2003年我国北斗一号建成并开通运行，年我国北斗一号建成并开通运行， “北斗北斗”的指挥机和终端之间可以的指挥机和终端之间可以

8、双向交流；去年双向交流；去年5月月12日四川大地震日四川大地震 发生后，北京武警指挥中心和四川发生后，北京武警指挥中心和四川 武警部队已运用武警部队已运用“北斗北斗”进行了上进行了上 百次交流；北斗二号系列卫星百次交流；北斗二号系列卫星2010 年起将进入组网高峰期，预计在年起将进入组网高峰期，预计在 2015年形成由三十几颗卫星组成的年形成由三十几颗卫星组成的 覆盖全球的系统；覆盖全球的系统； 北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高 质量的定位、导航和授时服务，包括开放服质量的定位、导航和授时服务，包括开放服 务和授权服务两种方式；开放服务是向全球务和授权服务两种方式；开放服务是向全球 免费提供定位、测速和授时服务，定位精度免费提供定位、测速和授时服务，定位精度 10米，测速精度米，测速精度0.2米米/秒，授时精度秒，授时精度10纳秒；纳秒； 授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需 求的用户，提供定位、测速、授时和通信服求的用户，提供定位、测速、授时和通信服 务以及系统完好性信息；务以及系统完好性信息； 为使北