全球定位系统(GPS)在军事上的应用

全球定位系统（GPS）在军事上的应用1摘要：全球定位系统(GPS)是美国国防部开发的星基全球无线电导航系统。本文介绍了何为GPS以及它的基本特点，还介绍了GPS在军事应用中的特点和如何应用，以及GPS在新世纪的发展前景。关键字：全球定位系统(GPS)军事应用Abstract:theGlobalPositioningSystem(GPS)istheUnitedStatesDepartmentofdefensetodevelopsatellitebasedglobalradionavigationsystem.ThispaperintroduceswhatisGPSanditsbasiccharacteristics,GPSisalsointroducedinthemilitaryapplicationcharacteristicsandhowtouse,aswellasGPSinthedevelopmentforegroundofnewcentury.Keywords:GlobalPositioningSystem(GPS)MilitaryScienceApplication全球定位系统（GPS）在军事上的应用2目录摘要…………………………………………………………………1目录…………………………………………………………………21.GPS简介…………………………………………………………32.GPS的特点………………………………………………………33.GPS在军事上的应用……………………………………………33.1GPS在战场上的应用…………………………………………43.1.1空中轰炸……………………………………………………43.1.2搜索救援……………………………………………………43.1.3精确制导和打击效果评估…………………………………53.1.4水下全球定位系统应用……………………………………53.1.5地面作战……………………………………………………63.1.6布雷扫雷……………………………………………………63.2GPS在电子战争中的应用……………………………………63.2.1对敌方电子发射源的定位…………………………………63.2.2诱导导弹脱靶………………………………………………63.3GPS在武器试验中的应用……………………………………73.3.1弹道测量……………………………………………………73.3.2军事演习指挥监控系统……………………………………74.GPS在新世纪的发展……………………………………………84.1GPS应用于电离层监测………………………………………84.2GPS应用于对流层监测………………………………………84.3GPS作为卫星测高仪使用……………………………………8参考文献…………………………………………………………9全球定位系统（GPS）在军事上的应用3一、GPS简介GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、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等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。二、GPS的特点GPS是美国国防部开发的星基全球无线电导航系统，由绕地球运行的24颗卫星组成，卫星距地面约1.7万公里，它可为全球范围内的飞机、舰船、地面部队、车辆、低轨道航天器等，提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度以及时间数据。其主要任务是使海上舰船、空中飞机、地面用户及目标、近地空间飞行的导弹以及卫星和飞船，实现各种天气条件下连续实时的高精度三维定位和速度测定，还用于大地测量和高精度卫星授时等，是作航空、航海、陆上、导弹的定位用的导航系统。在信息化时代，GPS已成为高技术战争的重要支持系统，它极大地提高了美军的指挥控制、多军兵种协同作战和快速反应能力，大幅度地提高了武器装备的打击精度和效能。三、GPS在军事上的应用（一）GPS在战场上的应用全球定位系统（GPS）在军事上的应用4在1990年的海湾战争中，虽然当时GPS系统还未全面建成，空间只有部分GPS卫星在运行，但它在多国部队多兵种的应用，显示了它的优越性，发挥了很大的作用。战争初期，美国装备了900套GPS接收机，在战争中迅速增加，到战争后期装备了5000多套。连同它的盟国部队共装备了10000多套。直到战争结束还有数千套合同产品还在生产中。因为当时多国部队是跨国界、跨地区作战，地理环境相当陌生，仅依靠地图是有限的，据说正是因为有了手持型GPS的帮助，才使许多美国士兵得以生还。事实证明它最适合单兵及快速反应部队行动，因为它满足快速、灵活、多变的战时环境，功效是传统导航工具无法达到的。目前已成为许多国外士兵的标准装备之一。1、空中轰炸安装GPS接收机的飞机，不仅改善了导航精度，并且由于把要轰炸的目标作为一个航路点，有效改善炸弹投放精度。利用GPS导航功能，战斗机的飞行与投弹不受白天黑夜、可视距离的影响，可以避开敌方雷达视距低空穿越飞行，减少损失，重创敌人。2、搜索救援主动式搜索救援：始终监视救援范围内的情况，跟踪目标，根据全球定位系统（GPS）在军事上的应用5GPS测定的位置，组织救援，提高救援成功率。被动式搜索救援：配备带有GPS接收机的紧急求救无线发信装置（一般放在头盔上）的指战员们主动求救。3、精确制导和打击效果评估GPS制导有精度高、制导方式灵活等特点，已成为精确制导武器的一种重要制导方式。导弹弹头上安装GPS接收机，随时测定导弹位置，进行弹道偏差修正，准确命中目标。命中目标的误差可达到1米，并且命中目标的误差不受导弹射程（即使为数千公里）的影响。在近几场高技术局部战争中，美军使用精确制导导弹和炸弹的比例比海湾战争时增加了近100倍，而它们全部或大部分都依靠GPS制导。GPS还可以对打击目标命中率进行评估。在装有GPS接收终端的弹药击中目标引爆的瞬间，触发用户机进行定位，并将位置信息和时间信息迅速传送到指挥中心，从而进行命中率评估，其评估效果已在伊拉克战争中得到充分检验。4、水下全球定位系统应用水下GPS系统包括GPS智能浮标(GIB)、便携式控制站以及32千赫的声波发送器。浮标将抛放在水面舰的水中听音器通过水面上的三个天线与指挥、控制、通信和情报系统相连。当浮标在黑匣子声波发生器约500m之内时，就能精确地探测到声波发生器的信号。测量水下移动目标发出的声脉冲和GIB浮标下面的水中听音器接受到的信号之间的时间差，就可以得到浮标和目标之间的相对位置。同时，利用差分GPS接收器能精确测量出浮标的精确位置。这样也就得到全球定位系统（GPS）在军事上的应用6了目标的精确定位。定位数据可以在电脑的浮标之间进行交换，无线电的传输范围可以得到10km(利用直升机)或5km(利用舰船)。另一项可能的应用就是进行爆炸性军火处理(EOD)，可以用来处理在科索沃战争中投放在地中海的没有爆破的哑弹。此外，该技术还可以用于水雷对抗等许多领域中。5、地面作战部队集结调动、穿越陌生区域、战场补给、协同作战、识别敌我阵地、行军路线，有了GPS接收机，保证不会发生立场和路线的错误。甚至指挥员在制定战斗方案时，利用各部队根据GPS确定并连续发送过来的实时位置，再配上一台笔记本电脑，就可在矢量地图的环境下，更科学地指挥现代战争。6、布雷扫雷GPS可记录下水雷或地雷的精确位置，既避免了误伤自己人，战争结束后，清理战场也安全得多。（二）GPS在电子战争中的应用1、对敌方电子发射源的定位多架飞机，利用GPS连续测定自身位置，利用无线电测向等方法确定敌方地面防空系统或雷达的位置，进而直接摧毁敌军地面雷达系统。2、诱惑导弹脱靶敌方导弹攻击我方飞机时，为了摆脱导弹，我方飞机需要投放金属箔条，造成假目标，好象孙捂空一把毫毛就出来千万个小捂空，诱全球定位系统（GPS）在军事上的应用7惑导弹打错目标，脱离飞机。但敌方导弹还受敌方雷达指挥。雷达只有在我方飞机机头对准基本地面雷达时投放金属箔条，才会被诱惑，分不清真假。而GPS实时确定我方飞机位置，根据预先已知的敌方雷达位置，控制飞机进入适宜投放金属箔条的飞行方向。（三）GPS在武器试验中的应用1、弹道测量利用导弹上装载的GPS接收机，实时测定导弹的位置与速度，通过数字无线传输，送到地面站。采集的数据用来分析导弹制导系统的控制误差，改进设计。2、军事演习指挥监控系统指挥所（监控中心）实时掌握运载体（舰艇、飞机、导弹、战车）位置。GPS的导航定位和数字短报文通信基本功能可以有机结合，利用系统特殊的定位体制，将移动目标的位置信息和其他相关信息传送至指挥所，完成移动目标的动态可视化显示和指挥指令的发送，实现战区移动目标的指挥监控。全球定位系统（GPS）在军事上的应用8四、GPS在新世纪的发展1、GPS应用于电离层监测GPS在监测电离层方面的应用，也是GPS空间气象学的开端。太空中充满了等离子体、宇宙线粒子、各种波段的电磁辐射，由于太阳常在1秒钟内抛出百万吨量级的带电物，电离层由此而受到强烈干扰，这是空间气象学研究的一个对象。通过测定电离层对GPS讯号的延迟来确定在单位体积内总自由电子含量（TEC），以建立全球的电离层数字模型。2、GPS应用于对流层监测在GPS应用中，早期主要是轨道误差影响定位精度，而且早期的GPS基线相对来说比较短，高差不大，因此对对流层的研究没有给予很大的重视。直到近期由于GPS轨道精度大大提高后，对流层折射已成为限制GPS定位精度提高的一个重要障碍。在GPS应用于对流层研究中，IGS的快速轨道和预报轨道信息对于天气预报会起重大作用。此外，IGS通过德国GFZ的IGS对流层比较和协调中心提供的每2小时的对流层天顶延迟系列就象是控制点，对于区域性或局部性的对流层研究来说，可以起到对流层延迟绝对值的标定作用。3、GPS作为卫星测高仪使用多路径效应是GPS定位中的一种噪音，至今仍是高精度GPS定位中一个很不容易解决的干扰。过去几年利用大气对GPS信号延迟的噪声发展了GPS大气学，目前也正在利用GPS定位中的多路径效应发展GPS测高技术，即利用空载GPS作为测高仪进行测高。它是全球定位系统（GPS）在军事上的应用9通过利用海面或冰面所反射的GPS信号，求定海面或冰面地形，测定波浪形态，洋流速度和方向。通常卫星测高或空载测高测的是一个点，连续测量结果在反向面上是一个截面，而GPS测高则是测量有一定宽度的带，因此可以测定反射表面的起伏（地形）。参考文献：[1]潘寒尽，邱学军.GPS发展现状及其军事应用[J].导航天地，2011,2(1)：64-68[2]徐伯健，窦长江.GPS系统的军事应用研究[J].无线电工程，2004,34(9)：61-62[3]齐飞.GPS现代化的背景、目标和措施.导航与雷达动态，2002,(1)：5-10