全球定位系统
美国政府研制维护的精确全球卫星导航工具
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全球定位系统（Global Positioning System）简称GPS是一个由美国政府开发的先进卫星导航系统，可以为地球表面绝大部分地区（大于98%）提供准确的定位、测速和高精度的标准时间。[2]其根源可追溯到20世纪50年代末的空间竞赛。GPS的发展始于对第一颗成功进入地球轨道的卫星——苏联的“斯普特尼克”发射的无线电信号的研究。这些信号的多普勒效应使科学家能够追踪卫星的运动，进而开发出利用卫星信号来确定地面接收器位置的技术。这项技术最初被用于军事导航，尤其是用于美国海军的导弹潜艇。随着技术的发展，GPS逐渐成为民用和商业领域中不可或缺的一部分，从手机中的简单时间坐标显示到自动驾驶汽车等更复杂系统的应用，GPS技术都扮演着关键角色。[1]
美国国防部于1973年启动了GPS项目，旨在为全球提供精确的时间和位置信息。自1978年发射首颗卫星开始，到1994年完成由24颗卫星组成的星座配置，GPS成功实现了全球覆盖。随后，1996年启动的GPS现代化计划着重提高了卫星和地面系统的性能，特别是在精度、信号有效性和可靠性方面进行了优化，并增加了多个民用信号，显著提升了GPS在民用领域的应用性能。从2000年开始，美国政府取消了限制民用GPS精度的“选择性可用性”政策，使得民用GPS的精度得到了显著提升。这些技术进展确立了GPS作为现代导航和定位领域核心技术的地位，广泛应用于军事、民用和商业领域。[3]
GPS具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位的能力。其显著特点包括全天候工作、高定位精度、多功能应用、全球覆盖和易于操作。[4]GPS的应用非常广泛，涵盖了导航、大地测量、资源勘察、地球力学等多个领域，对国民经济的各个部门和人们的日常生活产生了深远影响。截至2023年，GPS系统由31颗在轨运行的操作性卫星组成，但不包括已退役或作为在轨备用的卫星。此外，该系统还包括地 面支撑系统（主控站、注入站和监测站）和用户设备。美国太空部队（U.S. Space Force）已经超过十年运行了超过31颗GPS卫星，以履行至少保持24颗操作性卫星的承诺。[5][6]