關于GPS，你到底了解多少呢？今天咱們來介紹一下。
所謂的GPS，全稱叫做全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS），是世界上第一個全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。早在20世紀70年代，美國就開始研制，經(jīng)過差不多20年的研發(fā)時間，耗資200億美元，最終在1994年全面建成。
GPS的定位原理并不難，其實就是三角定位法。簡單來說，就是通過在不同的位置測量衛(wèi)星和接收器之間的距離，從而確定接收器的位置。通常來說，一個接收器需要隨時至少能夠和4顆GPS衛(wèi)星直接聯(lián)系，才能精確判斷自己所處的位置；如果只有3顆衛(wèi)星，那么就無法判斷海拔高度；如果只有2顆，那就無法計算精確位置了。
由于工作原理的限制，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量也有一個下限。以美國的GPS為例，至少要有24顆衛(wèi)星在軌道上正常運行，才能保證地球上絕大部分地區(qū)能夠隨時“看到”4顆GPS衛(wèi)星，從而實現(xiàn)精準定位。
根據(jù)要求和目的的不同，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)也可能不止24顆衛(wèi)星。比如備用衛(wèi)星或者其他軌道的衛(wèi)星等等
對于全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的用途，我們大家都非常熟悉，平時出門的時候想要導航或者定位，都會用到這個系統(tǒng)?？梢哉f，如果沒有導航，我們的日常生活將會失去很多便利。
不過，它的作用絕不僅僅在于此，除了民用之外，它還在許多領域發(fā)揮著更為關鍵的作用。
以海運為例，別說是這些巨輪在航行過程中需要通過GPS來導向，甚至在卸貨的時候吊取集裝箱的時候，起重機都需要借助GPS來確定自己該吊哪個集裝箱。
還有現(xiàn)代農業(yè)，也非常依賴全球導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以幫助農民進行農機車輛導航、平地、精確播種、噴藥、撒肥、數(shù)據(jù)管理以及作物活力檢測和變量控制等等工作，不論是在效率上還是在準確率上，都比人工管理要高得多。
當然了，全球導航系統(tǒng)還有一個非常重要的作用，那就是在軍事方面的重要意義。首先就是導彈的制導，需要利用GPS等系統(tǒng)來進行導航，從而精準地擊中目標。除了導彈之外，無人機也需要根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)的導航來確定攻擊目標的位置。還有軍事行動中，軍隊也可以通過導航系統(tǒng)判斷自己的位置，確定行進方向。
倫敦經(jīng)濟學院曾經(jīng)進行過一項評估，他們認為，如果GPS中斷5天的時間，那么將會對英國造成高達51億英鎊（約合65億美元）的經(jīng)濟損失！對于美國來說，GPS故障一天的損失也將高達10億美元。如果是發(fā)生在4-5月，也就是農業(yè)的播種季節(jié)，那么每天的損失甚至高達15億美元！
目前，全世界一共有四個國家/地區(qū)擁有屬于自己的導航系統(tǒng)，除了美國的GPS之外，還有歐洲航天局的伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯以及我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
其中，格洛納斯是早在蘇聯(lián)時期就開始建設的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，蘇聯(lián)解體后，俄羅斯于1993年繼續(xù)建設該系統(tǒng)，最終于2007年開始運營。原則上講，格洛納斯只需要18顆衛(wèi)星就能保證俄羅斯境內用戶的使用。為了防止意外，格洛納斯系統(tǒng)還需要發(fā)射一些備用的衛(wèi)星。截至2012年時，該系統(tǒng)一共有24顆衛(wèi)星在軌。
從功能到全球覆蓋范圍再到精確度等方面，格洛納斯和GPS之間有一點差距，但差別并不大。相比之下，格洛納斯更擅長在北半球、尤其是高緯度地區(qū)發(fā)揮作用，因為俄羅斯就處于這個范圍內。根據(jù)俄羅斯航天局局長羅戈津的說法，俄羅斯國內的手機都裝有格洛納斯系統(tǒng)，所以他們不需要完全依賴GPS系統(tǒng)。
看到上面的介紹大家就知道，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)對于一個國家來說有多么重要，但另一方面，建設這樣的系統(tǒng)又有多么困難。即便如此，我國科學家還是憑借著聰明才智，為我國建設了屬于我們自己的導航系統(tǒng)，那就是北斗導航。
2020年6月30日，北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，這標志著我國北斗三號最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成。
可以說，北斗導航的組網(wǎng)，再一次提升了我國的國際地位和綜合國力，讓全世界對中國刮目相看。憑借著北斗導航，我們的腰桿子更硬了，也不用懼怕其他國家切斷信號。
甚至可以說，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)是一個國家的重要“武器”。正因如此，格洛納斯也成為了俄羅斯航天局投資最多的項目。
隨著人類科技的發(fā)展，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)也面臨著越來越多的干擾，比如來自其他國家的干擾、犯罪分子的干擾，同時還需要擔心的，就是太陽輻射的干擾。如果太陽活動過于劇烈，也有可能使GPS失靈。
目前，這些國家也都在盡量對自己的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)進行不斷的更新和升級，使其具有更加強大的功能。目前來看，擁有全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)仍然是一個國家提升話語權的重要依仗。隨著北斗導航的組網(wǎng)，我們再也不用擔心美國用GPS來威脅我們了。
說到這里，突然想起前不久看的關于東方紅一號人造衛(wèi)星研發(fā)的電視劇。真的要感謝這些科學家們在艱難時期的艱辛努力，最終在今天換來了我們在全世界人面前的國際地位！