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GPS——全球定位系统

2009-06-25

物理教学探讨·初中学生版 2009年1期
关键词:经纬度人造卫星接收机

李 琴

你知道你所处的位置吗?

你也许会不屑地看一眼附近的路牌,然后读出上面的地址。

可是,如果你所在的地方是旷野、是大海、是荒漠、是森林呢?或者,你仅仅是在一处比较偏僻的乡村迷了路,你会奢望附近有路牌吗?

GPS是一场革命

GPS,是英文Global Positioning System的缩写词,其意为“全球定位系统”,这是一种以人造卫星为基础来确定地球上某一点精确位置的定位系统。便携式的GPS接收机,一般有电视遥控器大小,上面有按键和液晶显示,可以接收GPS卫星所发送的信号。人们走到某个地方,按几下按键,液晶屏就会标示出所在地的经纬度。如果拿它配合精度很高的地图使用,就可以到达任何预定的地点。

GPS的全套系统由3部分组成,即人造卫星、地面监控系统及用户手中的接收机。全球空间定位系统的24颗卫星分布在绕地球的6个轨道上运行,每个轨道上有3~4颗卫星,基本覆盖了地球的全部。地面站按时测定卫星的运行位置,随时把结果发给卫星,卫星接到地面站的信息后,再将定位数据发给接收机。

有专家说:“GPS的出现,从根本上改变了人类以往利用星座、地图及路标进行定位的历史,大大提高了我们定位的便捷和准确,无疑是一场革命。”

GPS不同凡响的作用

有人将GPS的作用形容为“仅受到人们想象力的限制”。这话不无夸大的成分,但也真实地表明,GPS在我们今天的生活中所起的作用将会越来越大。

这些年,我国旅游事业,不断发展,热爱旅游的人们已经将目光投向人迹罕至的地区——高山、峡谷、沙漠、戈壁等,而在这些地区极易迷失方向,造成危险。如果旅游者配上GPS接收机,根据地图标示的经纬度就可以保障安全。

抢险救护最需要的就是速度快,但是遭遇灾难的人经常无法说清自己的准确位置,使救援人员将很多时间花费在搜寻上。GPS能提供误差不足30 m的经纬度,受难者可以用它向救援人员提供自己所在地的坐标,从而为挽救自己和他人的生命争取宝贵的时间。

GPS对探险者来说,也有很大意义。早年,为了确认一个地方的经纬度,人们经常要背上很重的经纬仪、标杆进行反复的测量。而现在,只要手持一台GPS定位仪站在要测定的位置上一按,液晶显示就会告诉你相当准确的数据。当年,著名科学家彭加木在茫茫塔克拉玛干大沙漠里走失,如果他携带着GPS定位仪,相信一定能回到队友中间。

汽车安装上GPS接收机,不仅能利用电子地图知道自己的方位和其他街区的车辆行驶状况,从而绕开堵车地区,选择最便利的路线行驶,还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的所在位置,使警方尽快赶到。

此外,GPS在农业上也有用武之地。从前,飞机向农田喷洒农药,用人在地面摇动红旗进行方位指示,经常由于不够准确造成喷洒效率低。有GPS定位仪后,飞机可以按事先设计好的经纬度,利用定位仪确认坐标后喷洒,大大提高了喷洒效率。

在军事部门、矿产和石油开采、建筑、气象等行业,GPS也发挥着不同的作用。

GPS在中国的“定位”

从1970年把第一颗人造卫星送入轨道开始,至今我国已发射了30多颗不同的人造卫星,为空间测量工作的开展创造了有利的条件。20世纪80年代初,我国一些院校和科研单位已开始研究GPS。20多年来,我国的测绘工作者在GPS定位基础理论研究和应用开发方面做了大量的工作。

20世纪80年代中期,我国引进了GPS接收机,我国目前的GPS接收机拥有量在几十万台左右,尽管如此,我国的GPS应用和发展水平和发达国家相比仍存在很大距离。以下几个问题制约了我国GPS产业的发展:我国半导体工业落后,GPS接收机关键芯片依赖进口;我国目前的监控站很少,通讯设备的技术也不过关;基础地理信息更新能力差,GPS与电子地图不能很好结合。

近些年,我国的不少城市,像深圳、大连等都在汽车上开始安装了GPS接收机。GPS离我们越来越近了,它悄悄走进了我们的生活,渴望为我们定位的同时找到自己的“定位”。

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