卫星定位理论及方法-第18次课-其它导航系统

其他导航定位系统研究其它卫星导航系统的意义民用角度考虑有其经济意义科学研究意义军事角度考虑作战指挥数字化军事打击精确化占据军事优势GLONASS系统简介1970年前苏联国防部主持了覆盖全球的卫星导航系统Global’nayaNavigationSatelliteSystem简称GLONASS。苏联解体后俄罗斯政府于1993年将此项目移交俄罗斯空军部队（VKS）；VKS负责GLONASS的卫星部署、在轨卫星的维护和用户设备认证等工作，其下属的管理科学信息协调中心（CSIC）负责对公众发布GLONASS信息。前苏联于1982年10月发射第一颗GLONASS卫星，至1996年1月建成GLONASS卫星系统并发播导航信号，系统正常投入使用。与GPS不同的是GLONASS采用频分多址而不是码分多址，卫星的识别是靠卫星发播的载波频率差异。1982年在俄罗斯空间部队在baikonour空间发射场将GLONASS卫星发射入空间，一个质子重型火箭每次能携带三颗卫星发射升空。早期的GLONASS卫星每颗重1400kg，约3m高，太阳能帆板展出宽为7m，功率为1600w，设计寿命一年。经改进后平均工作寿命14－17月，1987年以后的12颗GLONASS卫星设计寿命为两年，其中六颗发射失败。1988年以后的43颗卫星提高了抗辐射能力，设计寿命提高到3年。GLONASS比GPS起步晚9年，全球星座正常运行比GPS晚3年。从苏联1982年10月12日发射第一颗卫星以来，历经13年，虽政体变化周折，却始终没有终止或中断GLONASS卫星的发射，仍维持每年3－9颗卫星的势头，总共发射了73颗卫星，除两次发射的6颗失败外，曾在轨有效工作的卫星先后共67颗，其中包括两颗测地卫星样品。但是早期的卫星使用寿命较短，先后有40颗卫星退出了服务。到目前为止能够正常工作的卫星7－9颗。GLONASS的卫星也在不断改进，早期的卫星寿命较短性能也不十分理想，1990年开始研制的GLONASS－M型卫星重1480kg，改善了星载原子钟，提高了频率稳定度，设计寿命在5年以上。俄罗斯也在考虑下一代新的卫星GLONASS－M2，M2卫星将发播民用第二频率，以提供民用用户削弱电离层传播延迟影响，提高导航精度。M2卫星还将具有星间数据通讯能力，加长自治运行能力；卫星的重量也将增加到2000kg。系统简介组成空间部分、地面监控部分和用户接收机部分组成。GLONASS的空间部分由24颗周期约12小时的卫星组成，它们不断发播测距和导航信息。控制部分由一个系统控制中心以及一系列在俄罗斯境内分布的跟踪站和注入站组成。除对卫星工作状态进行监测并于必要时并通过指令调整其工作状态外，还对各卫星进行测量以确定其轨道和卫星钟钟差，最后以导航电文的形式通过卫星存储、转发给用户。简介用户接收机也采用伪随机码测距技术取得伪距观测量，接收并调解导航电文，最后进行导航解算；和GPS不同的是GLONASS采用频分多址而不是码分多址，卫星的识别是靠卫星发播的载波频率差异。GLONASS卫星星座GLONASS的空间部分由分布在三个轨道面的24颗卫星组成卫星星座，卫星轨道高度约19100千米，备有三台铯原子钟，卫星发播两个频率载波，并调制用于测距的伪随机码和导航电文。每个轨道面上分布8颗卫星，轨道倾角64．8°，轨道面升交点相距120°，同一轨道面卫星均匀分布，彼此相距45°，不同轨道面内相应卫星相位相差30°。参数GLONASSGPS轨道高度19100km20200km半长轴a25510km26560km周期T11小时15分44秒11小时58分轨道倾角I64．8度55度偏心率e<0.01<0.01卫星分布轨道面数36每轨道面卫星数84相邻轨道面卫星相位差15度40度GPS和GLONASS定位精度

水平误差/m垂直误差/m

(50%)(95%)(95%)GPS(无SA)71834GPS(有SA)2772135GLONASS102645GPS(有SA)+

GLONASS92038GLONASS卫星星座新的GLONASS－M型卫星从1990年开始研制，卫星重1480kg，它将改善星载原子钟，提高频率稳定度和时间精度，设计寿命5年以上。俄罗斯考虑到下一代GLONASS－MⅡ型卫星，将在其上发射民用第二频率，重量将达到2000kg。GLONASS卫星星座GLONASS卫星，除了供电的太阳能电池及姿态控制系统外，主要载荷包括：导航电文存储器、高稳原子钟、激光反射棱镜、双频发射机和接收机及微处理机。卫星上具有自动检测功能，一旦发现卫星上发送的导航信号有问题，在导航电文中就给出卫星故障信息。GLONASS卫星发播信号GLONASS也采用伪随机码测距技术作为取得导航观测量的手段.每颗GLONASS卫星发播两个载波频率L1和L2，以通过计算削弱电离层传播延迟的影响。其调制的测距码也分为粗捕获码（C／A码）和精密测距码（P码），C／A码主要供民用和P码的捕获，P码供军用。GLONASS卫星发播信号GLONASS采用频分多址，即各卫星所发播（调制）的伪随机测距码都是一样的，但各卫星的载波频率不同。采用L1波段的频率产生f1=1602MHZ～1615．5MHZ，L2波段的频率f2=1246MHZ～1256MHZ。各频道的频率按下式取值：

f=1602MHz或1246MHz，n=0～24频道识别号。（n=0是作检测用，－频道间隔，L1的频道间隔为0．5625MHZ，L2的频道间隔为0．4375MHz）参数GLONASSGPS卫星钟铯钟铯钟和铷钟卫星钟基频5.0MHz10．23MHz制式频分多址（FDMA）码分多址（CDMA）L1载波频率1575．42MHZL2载波频率1227．6MHZL1调制信号C/A码，P码，电文码C/A码，P码，电文码L2调制信号P码，电文码P码，电文码C/A码码长5111023C/A码码频0．511MHZ1．023MHzC/A功率谱带宽0．511MHZ1．023MHZP码码长P码码频5．11MHZ10.23MHZP码功率谱带宽5.11MHZ10.23MHZGLONASS卫星发播信号和GPS一样，目前GLONASS的L2频段也不调制C／A码。也就是说，民用用户不能利用双频测距来削弱电离层传播延迟的影响。

GLONASS的导航电文、卫星位置计算和导航解导航电文主要包括三部分内容，即本卫星的卫星钟钟差参数、本卫星的卫星星历参数和全部卫星的概略轨道参数。卫星钟参数用于计算所测卫星相对GLONASS时间系统的卫星钟钟差；卫星星历参数用于计算所测卫星的位置，这是导航解算所必需的；全部卫星的概略轨道参数用于用户的卫星可见性预报。导航电文还包含校正接收机时钟（使之与GLONASS时概略同步）使用的时标。GLONASS导航电文的频率为每秒50bit，完整的电文长7500bit，历时2．5分钟。全部电文分为75个子帧，每子帧100bit，历时2秒。每个子帧包括数据（含校验位）85bit和时标码15bit。在75个子帧中1-5子帧为本卫星的轨道、时钟等参数，6－75子帧为用于预报的全部卫星概略星历和备用子帧。每颗卫星的概略星历占用2个子帧。现行时刻（量纲时，分，秒）有效性（健康）码（，无量纲）星历参考时刻（，量纲分）星历参考时刻本星时钟相对系统时的偏差（钟差0阶项）（量纲秒）星历参考时刻本星时钟相对系统时的频偏（钟差1阶项）星历参考时刻本星在地固坐标系坐标的X分量（X，量纲千米）星历参考时刻本星在地固坐标系坐标的Y分量（Y，量钢千米）星历参考时刻本星在地固坐标系坐标的Z分量（Z，量钢千米）星历参考时刻本星在地固坐标系速度的X分量（Vx，量纲千米／秒）星历参考时刻本星在地固坐标系速度的Y分量（Vy，量钢千米／秒）星历参考时刻本星在地固坐标系速度的Z分量（Vz，量钢千米／秒）星历参考时刻本星在地固坐标系加速度的X分量（Ax，量纲千米／秒‘）星历参考时刻本星在地固坐标系加速度的Y分量（Ay，量纲千米／秒‘）星历参考时刻本星在地固坐标系加速度的Z分量（Az，量纲千米／秒‘）。GLONASS时间系统相对UTC（SU）的差异（，量纲秒）星历历龄（AODE，量纲日）相对上一闰年的积日（Nd，量纲日）

从导航电文所提供的参数来看，按所要求的精度，可以有两种方法计算卫星位置。利用导航电文所提供的参考时刻的位置、速度和加速度计算观测时刻卫星的位置；另外一种可能的方法是利用提供的参考时刻的位置和速度，考虑卫星所受全部作用力，以数值积分进行卫星位置计算（解受摄运动方程）。第一种方法是一种简便的方法，所提供的参考时刻位置参数属地固坐标系，所求的也属地固坐标系。

为观测时刻

式中t为观测时刻的钟面时。用数值方法递推观测时刻的位置应该可以提供更高的精度和更长的时间跨度，但计算过程较繁。这涉及卫星所受摄动力（地球引力、日、月引力、太阳光压等），所幸的是递推步数不多（一般步长可取3－5分钟），计算机时不多，力学模型也可适当简化（截断误差积累不多）。速度的解在导航中占有重要地位，尤其是军事应用，某些飞行器的速度解比位置解更为重要。GLONASS在速度解算提供了更加简洁的条件。和GPS一样，GLONASS接收机除了可以取得卫星相对接收机的伪距观测量之外，还可以取得卫星相对接收机的伪距变率观测量，即多普勒颇移（也可以是载波的多普勒频移）。则

GLONASS采用的坐标系统和时间系统在1993年以前GLONASS采用苏联1985年大地坐标系（1985SovietGeodeticSystem，SGS－85），1993年后采用ParmetryZemli（PZ－90）坐标系统。坐标原点位于地球质心。Z轴指向1900－1905年平均地极。X轴指向位于Z轴定义的赤道面，使XOZ面平行于格林尼治平子午面。Y轴指向使与Z、X轴构成右手坐标系。GPS坐标轴定义Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向（CTP）X轴指向BIH1984.0的零子午面和协议地球极（CTP）赤道的交点。Y轴与Z轴，X轴构成右手坐标系。PZ－90采用的与坐标系定义有关的常数为：地球自转速率72．92115x10-6rad／s万有引力常数398600．44x109m3／s2大气引力常数0．35x109m3／s2真空光速299792458m／s地球引力场球谐函数二阶带谐系数-1082．63x10-6参考椭球半长长轴6378136m参考椭球扁率1／298．257赤道引力加速度978032．8mgal大气引起的海平面重力加速度改正-0.9mgal测轨跟踪站采用坐标值存在不可避免的误差，其所定义或使用的坐标系统与ITRF系统或WGS－84系统均存在差异。利用欧洲的6个站以GPS／GLONASS接收机测定了PZ－90与ITRF坐标系统间的变换关系，在测定中假定了ITRF坐标系与WGS－84坐标系是一致的（等同的）。统计结果为PZ—90与ITRF间不存在平移，坐标轴指向仅存在有绕Z轴的旋转.麻省理工学院林肯实验室采用了不同的方法测定WGS－84和PZ－90间的变换参数。他们从GLONASS发播的广播星历获取卫星在PZ－90坐标系的位置，同时采用全球卫星跟踪站和雷达跟踪网获取卫星在WGS－84坐标系的位置，依此求定坐标变换参数。两组不同方法所得到的坐标变换参数之间的差异不超过5米，对于导航来讲可以认为是可用的。随着时间的推移，还可能出现精度更高代表性更好的坐标变换参数。GLONASS采用世界时作为时间量度基准，它采用俄罗斯维持的世界协调时UTC（SU）作为时间量度基准。UTC（SU）与UTC（BIMP）相差数微秒，后者是巴黎经度局的国际标准世界协调时。GLONASS时间系统保持与UTC（SU）之差小于1微秒。GLONASS计划将时间系统作一些调整以和UTC（BIMP）的跳秒相一致。

与GPS采用原子时不同，GLONASS采用世界协调时作为时间计量基准.这出自卫星位置计算的考虑。GLONASS的导航电文给出卫星在地固坐标系内的位置、速度和加速度，在计算卫星位置时涉及惯性坐标系，在两种坐标系进行变换时（这种变换很简单）需地球自转参数，即UTC。从精度和实时性的角度考虑并顾及地面卫星星历计算和接收机卫星位置计算采用参数的一致性，使用俄罗斯自测的UTC（SU）时间系统更为有利。这就是GLONASS采用UTC（SU）作为时间计量基准的原因之一。采用世界协调时作为时间计量基准的一个问题是存在跳秒问题，这将导致时间的不连续。当跳秒发生时，需有相应的技术措施才可保障在此时系统的工作正常。发生跳秒时主要产生两个问题，一是接收机届时应能作相应跳秒，一是卫星星历的使用期限不要跨越跳秒瞬间。这些问题在采取一定的技术措施后是可以解决的。GLONASS接收机和导航精度其第一代GLONASS接收机通道数较少（l－4通道），机型较为笨重（约22千克）；1990年左右开始生产第二代接收机，第二代接收机具有5－12通道，采用了大规模集成电路和数字信号处理技术，体积和重量都减少很多，而且还研制了GPS／GLONASS组合接收机。俄罗斯于1995年10月正式以文件形式在国际上公布了”GLONASS导航信号说明”和”GLONASS接口控制文件ICD”，这类似于GPS的空间部分和用户接口ICD—GPS－200。GLONASS的导航精度约为30米。卫星导航精度涉及许多因素，尽管GLONASS的码元长度较GPS长一倍，但仍与GPS未加人为降低精度的sA之前精度大体相当。目前GLONASS的导航精度高于目前可用的GPS（C／A码）导航精度。这一情况对美国GPS独占卫星导航领域的地位，甚至美国的GPS政策都有重要影响。俄罗斯的GLONASS政策与组合导航从基本观测量来看，和GPS一样GLONASS导航系统也分为保密的军用双频P码测距和民用的单频C／A码测距，也就是说，它对军用提供高精度导航，对民用提供较低精度的导航服务。与美国的GPS政策不同的是俄罗斯宣布对民用C／A码不加入类似美国SA的人为降低精度的措施，并且计划增发民用第二频段。既然目前存在两个卫星导航系统，组合应用显然是合乎逻辑的技术途径。数据一并处理中需考虑两个导航系统的时间系统不同，坐标系统也不同。一种可行的方案是将其中一种卫星星历利用已有的变换参数经坐标变换成为统一的坐标系统，并在导航解算中设定两个接收机钟差，分别适用两类观测量。所得导航解属统一了的坐标系统，这种统一的坐标系统可以是WGS－84，也可以是PZ（90）。如果考虑到两个坐标系统差异不大和要求精度不是很高，也可不进行坐标变换，其导航解是带有误差的WGS－84或PZ（90）。b为接收机钟相对GPS系统时的钟差，B为接收机钟相对GLONASS系统时的钟差。

P为对GPS卫星和GLONASS卫星观测值所赋的权阵（由于SA，GPS观测量的权小于GLONASS）第二节地球同步卫星导航系统组成及工作原理系统至少由两颗地球同步卫星、一个地面中心组成。地面中心是全系统的控制、操作中心，两颗同步卫星构成地面中心与用户间的无线电链路，共同完成无线电测定业务。系统特点系统所需卫星数量少，只要有两颗同步卫星便可构成一个区域卫星导航定位系统，有6颗卫星接续可构成基本覆盖全球（两极和赤道附近区域除外）的卫星定位系统。 用户只接受一颗卫星的信号，经响应便完成一次定位。用户位置由地面中心确定，便于用户管理部门监视控制。系统功能较强，可为用户提供定位、授时、通信服务。系统的服务精度通常是数十米到数百米。地球同步卫星导航系统与前述卫星导航系统在原理上是有区别的，它主要表现为：地球同步卫星导航系统本身是两维导航系统，仅靠卫星的观测量尚不能定位，它需要高程或高程数据库的支持。·观测量的取得及定位解算均在地面中心站进行；卫星载荷和用户机较为简单，仅需具有转发或收发信号功能。完成一次定位，信号三次往返与地面与同步卫星，具有一定的定位延迟（仅传播延迟约0．72秒）。仅需两颗卫星，投入小，性能投入比高。

用户定位基本方法与定位精度基本定位原理 采用三球交会测量原理进行定位，即以两颗卫星（位置已知）为两球心，两球心至用户的距离（本系统要完成的测量）为半径可做两球面；这两个球面相交得到一个为圆的曲线，通常简称交线圆。这个圆穿过赤道面，在地球的南半球与北半球的球面上各有一点相交，其中一个是用户位置，但是地球不是一个规则的球体，通常解算是用球面去与交线圆相交，由于交线圆上的点到两颗卫星的距离相等，对一个确定的用户，这个球的半径必须是用户点到地心的距离。要确定这个球面的半径，还需要知道用户的大地高当已知用户至两卫星的距离量和用户高程值时，根据系统的定位原理可建立如下用户定位方程：定位计算时，用户高程作为已知值。利用式，可以解算出用户位置坐标。测站高的确定 定位工作原理可以看出，用户高程是作为已知量或观测量参与定位计算的。获取用户高程的常用手段有两种：一是数字化地球表面，制作成DEM数据库，存储在计算机中，定位解算时度取出用户高程，再加上用户离地面的高度即可得到用户的大地高；第二种常用手段是利用气压测高仪来测量用户高程。气压测高是通过测量被测点的气压值来推算该点的高程值，其基本公式如下：h为被测点至已知点（即基准站）的高差k为气压测高系数

为基准站的气压值

为用户站的气压值对于动态用户，需要将其动态气压值转换成静态气压值。精度制约因素无论是卫星定轨精度还是用户定位精度都与测量几何有关。GDOP值在某种程度上可反映测量几何的优劣，因此可通过GDOP值来分析观测几何。GDOP（GeometricDilutionofPrecision），直译为精度的几何稀释度，也被称为误差的几何放大系数。为目标定位精度协方差阵为等效测量误差协方差阵

A为观测值对目标位置的偏导数系数阵。当各等效测量误差大小相等，互不相关，亦即：从而有：矩阵主对角线元素之和的平方根值即为GDOP值。GDOP值是在假设了各测量误差大小相等且互为独立的条件下的误差传播系数。有了定位的GDOP值，又有了测量的统计均方根值，则该点的定位精度可这样估计因此，GDOP值越小，相对几何就越好，目标的定位精度也越高。当两颗工作卫星位置经度跨度越大时用户定位几何越好，过大的跨度会使两颗星共同覆盖范围变小，从而使得使用区域减小，综合看，两颗卫星的精度相差60°较好，既可保证定位几何，又有较大的覆盖范围。伪距测量中的设备误差设备的测量误差是系统的主要误差源之一，包括系统误差和随机误差两部分。前者为测定设备固有时延值时因受各种因素的限制不能给出准确值而引起的测量残差，以及设备随时间、环境变化引起的设备固有时延值的变化量。后者与接收信号强度和接收机的噪声电平有关。星历误差主要是指卫星位置误差，由于用户定位时视卫星位置为已知，因而卫星位置的精度直接影响用户定位精度，在单点定位中，此项误差的影响尤为突出。卫星位置误差可以通过差分定位方法得到很好的消除，其差分后的残差远小于用户差分定位精度要求，因此对于差分定位而言，此项误差已转化为次要误差源。传播误差传播时延误差包括：电离层折射修正残差对流层折射修正残差多路径效应前两项误差是由电波传播时延修正模型的不准确性引起的，第三项误差与用户所处环境和天线仰角有关。高程误差由于用户高程数据是作为已知量参与解算的，因此其精度高低直接影响系统的定位精度。高程误差对精度的影响大小与两种因素有关：一是高程误差的几何放大系数，二是高程误差本身。高程误差的几何放大因子与地理位置的纬度有关，纬度越高，放大系数越小，相应的定位精度越高。相反，纬度越低，其系数也越大，定位精度差。一般情况下，若高程误差lm，在高纬度地区带来的误差约1～2m；在低纬度地区，引起的定位误差可达3～10m左右。一般用户可能得到的高程精度为：数字化地形图高程误差：使用的数字化地形图的原型DEM（DigitalElevationModel）库以1″×1″（经度×纬度）的格网结构存储地面点高程数据，数字化地形图的精度与地形有关，海洋、平原地区的精度优于丘陵、山区，一般精度可优于10m，差的可以做到30m左右。地面用户气压测高误差：气压测高精度与诸多因素有关，为了得到较高精度的气压测高结果，通常需要在已知高程点上事先校准气压器，下式给出了考虑几项主要误差源的气压测高精度估计：8三星定位

定位原理三点后方交会：8三星定位

定位原理对于同步卫星定位来说，三个已知点就是三颗地球同步卫星，观测边长就是测站至卫星的斜距，从而解三个观测边方程，就可求出测站的三维坐标。

8三星定位

精度分析

同步卫星的三星定位是三维定位，它有三条观测边，不需要测站点的大地高数据支持。三星定位的测站点位精度取决于观测边的精度和卫星位置精度，同双星定位相比，三星定位的精度较差。主要有以下几个原因：一，三星定位受三颗卫星位置误差影响，比双星定位多一个卫星星历误差；二，三星定位的第三条观测边误差应当相当于双星定位的大地高误差。如果观测边误差大于大地高误差，三星定位精度会明显低于双星定位；目前观测边精度与大地高精度相当，约为10米，卫星位置精度不会很高，因此，三星定位精度不如双星定位精度高。8三星定位

优缺点三维定位地面中心站设备简单，不需要庞大的地形数据库支持，接收机造价低廉，不需要附加测高器件。要多发一颗工作卫星定位精度差。在中纬度地区，三星定位要比双星定位精度低3～5倍，低纬度地区要低10倍左右。第三节卫星导航系统现状及发展GPS系统关闭SA2000年5月在土耳其伊斯坦布尔召开（（20年世界无线电通信大会（WRC）》和在英国爱丁堡召开《2000年全球导航卫星系统（GNSS）会议》前夕，美国总统克林顿突然宣布终止对GPS信号的SA干扰措施，并于2000年5月1日关闭了SA。此事引起了强烈反应，终止SA后，民用户在95％的时间内可获得12m精度，在50％时间内获得6m精度。克林顿选在2000年世界无线电通信大会前夕宣布提前终止对GPS的SA措施，其主要目的是消除美国产业界对欧洲要研制部署伽利略全球卫星导航系统的担心，并抑制其他卫星导航系统的发展，在全球卫星导航产业的国际市场上继续保持和扩大其优势地位，获取巨大的经济利益。美国在此时宣布终止SA的另一深层意图是要对欧盟15国施加影响或压力。欧盟15国将在2000年12月作出是否研制和部署伽利略全球导航卫星的决定，在此之前，需要申请卫星导航所需的频率资源、需要筹措足够的资金、需要与美国谈判两个系统如何兼容等一系列重大问题，美国终止SA会使欧盟建立自己独立的民用全球卫星导航定位系统变得复杂化。GPS发展趋势导航战计划由于在GPS的设计初始阶段，设计者没有把系统在干扰环境下工作的能力放到很高的地位去考虑，而是仅仅把它作为战争环境下的一种辅助导航手段，随着GPS应用不断深入，特别是在军事中的作用日益突出，由此对GPS的过分依赖使得美国及其盟友对GPS的安全越来越担心，所以该系统在军事应用中面临的安全问题也非常突出。由于GPS卫星轨道高度达2万公里，到达地面接收机的信号非常微弱，信号极易受到环境和人为的干扰，试验表明，一台1W的调频噪声干扰机，可使直径22km范围内的GPS接收机无法正常工作，而一台100W的干扰机可使1000km范围内信号电平为－110dBW，将比正常的C／A码信号电平（－160dBW）高10万倍，使其不能工作。比P码信号电平（－150dBW）高出40dBW，如不加处理，也严重影响GPS接收机的工作。GPS是被动定位方式，在定位过程中需要知道卫星的星历。无论是民用的C／A码传送的星历，还是P码传送的精密星历，这些参数都是由地面站计算，再经上行注人站而注入到卫星上的，这些参数随着外推时间的增长精度迅速降低。为了保持较小的用户距离误差URE，地面站不得不每天更新星历和卫星钟改正，需耗费大量的人力和财力进行GPS卫星跟踪观测、导航电文的编算和电文的注入。而一旦地面监控系统遭到人为破坏，则GPS系统便难以正常工作。鉴于GPS卫星存在的上述不足，以及依据美国国家GPS政策所提出的要求，1995年美国防部指定ROCKWELL公司牵头，成立一个由几家公司参加的研究小组，开始一项为期13个月的有关“导航战”的研究计划，研究开发能阻止敌方使用GPS及其增强系统的手段，但不能过度破坏和降低民用信号，以确保美军优势。并于1997年4月，西方国家的学术界和有关政府部门在英国剑桥召开的“GPS在军事及民事方面的应用”研究会上，美军正式提出了“导航战”的概念。未来美国可能对GPS采取一系列技术措施来达到此目的．主要内容包括：研究开发新一代独立的捕获P码的军用GPS接收机，主要特点是不依赖C／A码，可直接捕获P码；采用抗干扰天线处理算法，具有较强的抗干扰能力；能在L1受到干扰时，通过局域电离层改正模型，消除电离层误差；接收机地设计采用开放式的系统结构，便于模块化组合和更新。研究开发具有识别能力的电子干扰机美军在提高军用GPS接收机抗干扰能力的同时，加强具有识别能力的电子干扰武器的研究。这种干扰武器能对各种卫星导航信号进行干扰，阻止敌方使用任何卫星导航信号，同时又可保护己方使用。提高GPS卫星的自主更新及抗毁能力BLOCKⅡR卫星进行了技术改造，该卫星扩展能力主要是能够实现GPS卫星间的距离测量；能够自主更新和精化GPS卫星星历和卫星钟改正；GPS卫星间能够通信；无需地面监控系统的干预，自主运行180天，用户距离误差URE能控制在7．4m，相对BLOCKⅡA，性能提高了1350倍军民隔离和频谱复用民用C／A码处于中心频带，军用Y码和M码则位于中心频带两边的高低频带。对与LI而言，民用C／A码占中心8MHZ带宽，而P（Y）码占有两边频带。这种技术的优点是：在导航战中，强化GPS系统的抗摧毁能力；可为军用注入更高精度的星历和卫星钟参数；允许提高军用码发射功率，增强军用GPS接收机的抗电子干扰能力；现代化计划现行GPS系统是25年前设计的，根据国家GPS政策的要求，1997