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20世纪70年代，美国国防部建立了GPS。该系统在海湾战争、沙漠之狐行动、科索沃战争和阿富汗战争中都得到了广泛的应用。尤其在阿富汗战争中，GPS/INS制导武器得到普遍运用，对战争的进程和发展起到了决定性作用。
为了保住全球霸主地位，美国一方面极力阻挠欧盟��“伽利略”(Galileo)计划的实施，另一方面不断投入巨资更新完善GPS系统，并对GPS系统进行技术攻关。
1��GPS星座卫星的更新换代
GPS系统星座最初使用的是Block－I卫星，接着使用的是Block－Ⅱ、ⅡA，后来是Block－ⅡR，最近使用的是改进型Block－ⅡR、ⅡF。1997年，由洛马公司生产的Block－ⅡR卫星开始替换1989～1996年期间发射的Block－Ⅱ和Block－ⅡA卫星，并于7月23日发射了首颗Block－ⅡR卫星。Block－ⅡR卫星的设计寿命由Block－ⅡA的7.5年延长到10年。与Block－ⅡA卫星相比，Block－ⅡR抗核辐射和抗激光照射能力都有所提高。在Block－ⅡR的设计要求中就有具备经过核战争而生存下来的能力这一项。另外，卫星的天线经过新的设计，加强了抗干扰能力。
2003～2006年将发射12颗装备M码的改进型Block－ⅡR卫星，它们具有一些新的功能：能发射第2民用码，即在L2上加载C/A码；在L1和L2上播发P(Y)码的同时，在这两个频率上还试验性地加载新的军码（M码）；改进型Block－ⅡR的信号发射功率，不论在民用通道还是军用通道上都有很大提高。
首颗Block－ⅡF卫星的发射不迟于2005年，新一代Block－ⅡF卫星的抗核打击能力将比Block－ⅡR提高，将使用M码和第3民用频率，即L5频道，设计寿命进一步延长到15年。只有寿命的提高，才能保证长期稳定地运行，从而降低成本。到2008年，在空中运行的GPS定位系统卫星星座中至少有18颗Block－ⅡF型卫星，以保证M码的全球覆盖。到2016年，GPS卫星星座应全部以Block－ⅡF卫星运行。届时，GPS定位系统的定位、定时精度将分别达到3m和3ns，可覆盖全球地（海）面、空中、低轨道和50%的中轨道。
为了满足军用和民用领域在2030年左右的需求，美国已着手开发新一代卫星Block－Ⅲ，美国空军几乎同时给波音和洛马空间系统公司签发了各为1��600万美元的合同，让这两个公司在2003年前完成Block－Ⅲ的设计及体系结构研究工作。Block－Ⅲ星座将大大加强M码信号的功率，其做法是添加额外的点波束，给正在工作或关注的特别地区输入更多的功率。这两家公司进行的体系结构研究是整个3阶段计划的第1阶段，目的是研究未来GPS卫星导航的需求，讨论并制定Block－Ⅲ型卫星系统结构、系统安全性、可靠程度和各种可能的风险。第1阶段完成后再签发两份合同，进入为期两年的计划定义与风险降低阶段。到2004年，只竞选出1个合同商来最后实施该计划，并负责维持现在的GPS系统。预计在2008年发射首颗Block－Ⅲ试验卫星，计划用近20年的时间完成Block－Ⅲ系统建造，从而取代目前的Block－Ⅱ。
2��GPS领域的革命──量子定位系统
当前的GPS是一种卫星无线电定位、导航与授时系统，是通过发射电磁脉冲并且测量它们到达待定点的时延来实现定位的。这种方法的精度受到信号功率和带宽的限制。为了克服这些缺点，美国麻省理工学院（MIT）的研究人员正在研究一种基于量子的定位系统，称为量子定位系统(Quantum��Positioning��System，QPS)。这项研究采用具有量子特性的激光取代电磁脉冲，如取得成功，将使当前GPS系统产生革命性的突破。
QPS的特点之一是定位精度高。在MIT从事博士后研究的Lorenzo��Maccone和Vittorio��Giovannetti指出，测量一个光脉冲传播时延的精度取决于其频谱（脉冲的带宽）和功率（每个脉冲所含的光子数）。研究人员发现采用具有量子特性的光子时，脉冲传播时延的测量精度能大大提高。
Maccone称这类新的信号为“奇怪的量子脉冲”，其数量密集且与频率是关联的。在关联状态下，它们能够以相近的速率传播并且成束地到达，这就增强了信号，提高了测定到达时间的准确度。Maccone认为，基于量子力学的定位方法对精度的提高程度取决于1个量子脉冲中包含有多少个光子，如包含100个光子则比当前定位系统的精度提高10倍；如包含100万个光子则精度提高1��000倍。但是，在关联状态下，1个量子脉冲包含很多的光子是相当困难的，并且需要应用非线性光学和光电技术的成果。目前，QPS的研究仍处于初期阶段，但MIT研究小组已经完成了QPS的简单演示。
QPS的另一个特点是具有很高的安全性。因为黑客的存在会引起系统中显著的噪声，QPS可以迅速监测到黑客的存在，而且使他们得不到任何信息，同时仍然可以完成自身的定位。由于对非量子的噪声不敏感，QPS能在噪声干扰下工作。
长期以来，GPS的安全性一直是军方和商业使用者所关注的焦点。在美国交通部最新的一份GPS评估报告中，强烈呼吁改善GPS技术，例如，增加信号强度和频率数量来减少服务中断。这项研究还指出，GPS中的其它缺点也能够导致系统无法使用或者降低系统的精度。报告还对已有的和潜在的干扰源和系统的弱点及其可能的解决方法作出了全面的估计。
3��加强抗干扰技术的研究
美军施里弗空军基地发言人表示，美军已能做到有选择性地干扰某些地区GPS卫星信号，却不影响己方精确军事应用。在最近的阿富汗战争中，美国就是这么做的。但在军用GPS领域，如何摆脱敌方对GPS的干扰仍是一个很难解决的问题。多年来，美国研究人员一直在研究如何提高GPS系统的抗干扰能力。
(1)��利用伪GPS星座提高抗干扰能力
美国国防高级研究计划局已提出一项伪GPS星座研究计划，它将能在受到干扰的战场环境下为己方或友方部队提供精确的导航信息。该计划是利用无人机或地面的虚拟机转发经过放大的GPS信号，在战场上空形成一个伪GPS星座，该星座预计2003年夏季完成。据该项目负责人称，由4架“全球鹰”无人机组成的伪GPS星座可以覆盖方圆约300km的战场区域。在该计划中将要设计一个系统，使得现有的GPS接收机只需对软件稍作改动就能接收虚拟GPS星座的信号。通常，使用真正的GPS星座导航时，接收机开始必须知道卫星的位置信息。因此，该计划的难点是如何使用低数据速率传送的信息将4颗移动的伪卫星的位置告诉接收机。如果全部使用机载虚拟机，由于无人机不断地变换飞行位置，将会降低定位精度；而使用地面虚拟机，虽然可以保证定位精度，但其覆盖面积就会减少。因此，比较好的方案就是使用机载和地面虚拟机结合的方式，虚拟机将能转发100W的信号，比直接从GPS卫星接收的信号强度增大了45dB，从而大大提高了抗干扰能力。
与使用真实卫星星座相比，伪GPS星座定位精度的总误差约将增加20％。美国国防高级研究计划局在7��600m高空的“军刀”运输机和3��000m高空的“猎人”无人机上，测试的伪卫星表明，使用机载伪卫星，定位精度降到了4.3m，而使用真实卫星的定位精度是2.7m。
目前，洛克韦尔��柯林斯公司已能够将传输信息封装成现有的信息传输格式，并能与最老式的、内存很小的军用接收机����精确、轻型GPS接收机(PLGR)相兼容。采用3架无人机上的虚拟机和1台地面虚拟机相结合的方案也已试验成功。
(2)��新型抗干扰GPS接收机G－STAR诞生
提高GPS接收机的抗干扰性能也是一种有效的GPS抗干扰技术。美国洛马公司和洛克威尔��柯林斯公司共同开发了GPS时空抗干扰接收机（GPS��spatial��temporal��antijam��receiver），也就是G－STAR。G－STAR主要采用两种技术：波束控制和调零控制天线。系统由1个高动态范围的射频（RF）前端、1个P(Y)码GPS接收机和1个选择可用反欺骗模块SAASM（selective��availability��antispoofing��module）组成。射频前端将输入信号转化为中频信号，然后，这些中频信号传递给系统的波束生成器进行A/D转换。波束产生器产生多个独立的输出给GPS接收机，并在传送数据给GPS接收机之前减小或消除干扰信号，波束产生器能为每一个输出波束提供单独的控制方案，输出波束可以分配给某个特定的卫星。数字波束产生器被集成到1块专用集成电路中，这样还大大减小了尺寸和质量。
由于射频部分被移开，GPS接收机是全数字型，所以数字数据直接以基带信号提供。与模拟抗干扰系统相比，数字抗干扰系统具有更大的灵活性及更好的性能。它的数字特性允许从软件上完成更多的抗干扰处理算法，也便于升级、修改和定制，更加实用。该系统可以定制为2～12通道，并且提供更好的调零度。
目前的G－STAR对于较大范围的GPS干扰环境是有效的。在新的威胁突然出现时，它的软件驱动特性使它可以较容易地升级。G－STAR现已嵌入“联合防区外空对地导弹”，即JASSM（Joint��Air－to－Surface��Standoff��Missile），装备在JASSM��上的全套G－STAR设备功耗仅为52W，其质量为11.35kg。
(3)��研制M码卫星
为了能够在某些区域内有选择性地拒收非军事信号，以保证战区的正常连续军事服务，在未来冲突中美军方将对GPS进行干扰，以防被敌方利用，而美军能在干扰环境下使用GPS信号。美国国防部已发起几项计划，包括用功率更大的军码（M码）和用更先进的加密技术对军码实施保护。M码不会因对民用码实施干扰而影响使用，因为军、民信号频谱有一定间隔，用M码调制L1、L2后，其频谱与用C/A码、P(Y)码调制后的频谱有少部分重叠，但完全能区分出来。最后12颗由洛马公司制造的Block－ⅡR型和头6颗波音公司制造的Block��－ⅡF型卫星将加装M码，使该码可在2008年具备初级作战能力。美军正考虑在下一代卫星(Block－Ⅲ)上使用点波束技术，该技术可大大提高M码信号的功率，但Block－Ⅲ卫星要到2016年才能发射。因此M码的全面使用将在2016年功率更大的Block－Ⅲ型卫星发射后实现。
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人们越来越崇尚GPS了
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