GPS 是一種基于衛星的技術,由美國國防部開發并資助超過 4 年。它的主要目的是軍事——將步兵旅和裝甲師部署在戰區,引導飛機、無人機和導彈和炮彈等彈藥到達目標,允許在敵后行動的軍事單位穿越敵方領土并提供準確的基于位置的情報返回總部。
隨著美國 GPS 衛星星座的成功,其他國家也開始部署自己的衛星系統。俄羅斯已經部署了 GLONASS 星座,歐盟正在開發一個名為伽利略的衛星系統,中國有一個名為北斗(又名指南針)的星座。這些系統統稱為全球導航衛星系統 (GNSS),但一般而言,該技術被廣泛稱為 GPS。
GPS 被特意設計為全球系統。也就是說,由 24 顆軌道 GPS 衛星組成的星座在整個星球上廣播其定位信號。當被能夠從至少 4 顆衛星獲取信號的 GPS 接收器檢測到時,它會提供緯度、經度和高度信息,然后可以將這些信息疊加在地圖或其他地理信息系統 (GIS) 上。
美國的 GPS 系統在兩個頻率上廣播 - 民用信號 L1 (1575.42 MHz) 和高度加密的軍用信號 L2 (1227.6 MHz)。民用接收器通常使用的 L1 信號最初具有由美軍故意引起的較大位置誤差,而 L2 軍用信號對美國及其盟國來說仍然準確。這種有意的不準確,稱為選擇性可用性,在 2000 年被克林頓總統廢棄,當時 L1 用戶正在尋找通過地面增強系統消除錯誤的新方法。取消選擇性可用性的決定加速了民用 GPS 接收器的快速發展,例如車載導航系統和手持接收器。
今天,基于 GPS 接收器銷售額的 GPS 民用應用是價值數十億美元的全球產業的一部分——從用于高精度測量等應用的專業級接收器到用于社交導航活動的廉價手持設備——例如,玩諸如尋寶之類的游戲,或者在星期六早上找到去兒童運動場的路。
事實上,現在 GPS 的應用范圍非常廣泛——美國國防部的工程師們在 1970 年代首次致力于 GPS 科學和技術的發展時,這些應用是不可能想象到的。