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1. 快速準確的全球定位係統
軍隊有著非常嚴格的組織和紀律， 必須做到“召之既來， 來之能戰， 戰之能勝。”一支軍隊想要打勝仗， 首先要建立起暢通無阻的通信聯絡體係， 保證指揮員能及時、全麵、準確地了解所屬部隊的情況， 保證各個部隊之間能隨時隨地交換情報、相互聯係， 保證指揮員的命令能盡快傳送到部隊實施並進行有效的控製。這個指揮( co mmand) 、控製(control) 、通信(co mmunication) 、情報(infor mation) 係統， 簡稱為C3I 係統。
自古以來， C3I 係統就受到軍事家們的重視。公元前10世紀的商、周時期， 就在邊境設置了“峰火台”， 用滾滾濃煙報告敵人來犯的消息。為快速傳遞情報， 利用鴿子能自己飛回家中的能力， 在鴿子腿上捆綁書信――“飛鴿傳書”。
在道路上設立驛站， 派使者騎快馬， 由驛站提供食宿和更換馬匹， 傳送“八百裏加急文書”。在軍隊中， 設立“傳令兵”、“通信員”、“聯絡官”， 負責了解情況、傳達命令。
對於現代化戰爭來說， 上述方式就太落後了。人們用全球定位係統快速、準確地得知自己的位置； 用無線電台互相聯絡、匯報情況； 用光導纖維代替導線， 實現超大容量的有線通信； 用“定點”在赤道平麵上空的同步通信衛星， 構成了全球通信係統。
作戰部隊最怕迷失方向， 必須隨時知道自己的位置， 知道敵人在什麽地方。如果在有人居住的區域， 可以找當地的老百姓調查， 也可以根據周圍的高山、河流、特殊建築物等標誌判斷。依靠北極星或樹木生長的特點， 能夠大致判定方向。但是， 在茂密的大森林裏， 在茫茫的大沙漠中， 在一望無際的大海上。人們怎麽確定自己的確切位置呢？
古代人已經發現了磁現象， 根據磁性物體具有南極、北極兩個磁級， 在靜止時南極指南、北極指北的特點， 作成了指南針。黃帝、炎帝與蚩尤大戰時， 就是在指南針的幫助下， 確定了敵我雙方的方位， 取得了最後的勝利。後來， 人們利用天然磁石做成了“司南”。“司南”的形狀像一隻吃飯用的湯勺， 湯勺的把是磁石的南極。把“司南”放在光滑的平麵上， 它可以自由轉動， 在靜止時勺把指向南方。
現在使用的指南針， 原理與“司南”的原理一樣。隻是指南針上的小磁針是鋼製的， 可以在軸上自由轉動。小磁針的兩個尖端， 一個是南極， 一個是北極， 在靜止時分別指向南北方向。
用指南針可以知道南北方向， 但是無法確定我們此時此刻的位置。現在， 利用在太空飛行的多顆衛星， 可以很方便地解決我們所遇到的難題。這些衛星和地麵裝置， 稱為全球定位係統， 簡稱為GPS 係統。
全球定位係統中的衛星稱為導航星， 它在2 萬公裏的上空繞地球轉圓圈， 大約12 小時轉一周。導航星上帶有非常準確的原子鍾， 不間斷地向地球發出信號。這個信號中包括導航星此時的位置和發信號的時間。地麵上的GPS 為信號接收器， 接收器上安有比較便宜的石英鍾和計算機。導航星上的鍾與接收器上的鍾是同步的， 在同一時間它們的示數相同。由於導航星與接收器之間有一段距離， 信號傳播的速度是光速c = 3 ×108 米/ 秒， 所以接收器收到信號的時間與導航星發出信號的時間不一樣。知道了發出信號和接收信號的時間差， 就可以求出導航星與接收器之間的距離。
圓代表地球，A 、B、C 為三顆繞地球轉動的導航星， 我們在地球上一點O， 用GPS 接收機測定我們的位置。在t 時刻， 接收器收到了三顆導航星發回的信號。通過接收器內的儀器， 得知三顆導航星發信號時的位置及發信號的時間。若導航量A 、B 、C 發信號的時間分別為t1 、t2 、t3， 那麽我們與三顆導航星的距離則為OA= C ・(t-t1) 、OB= C ・(t-t2) 、OC= C ・(t -t3) 。根據幾何知識可以知道， 如果我們與導航星A 的距離為OA ， 那麽我們一定在以A 為球心、以OA 為半徑的球麵上。同樣的道理， 我們也應當在以B 為心、OB 為半徑的球麵上； 在以C 為心、
OC 為半徑的球麵上。O 為這三個球麵的交點。根據導航星發出的信號， 接收器可以立即判斷出三顆導航星的位置及與接收器之間的距離， 並且將這些數據輸入計算機， 得到接收器此時的位置。
通過上麵的分析可以看出， 隻要我們在同一個時間能收到三顆導航星發出的信號， 就可以確定自己的位置。由於導航星在不停地轉動， 有可能轉到地球的另一麵使我們接收不到它發出的信號， 所以在每一個轉動軌道上都有4 顆導航星。為了保證我們同時收到3 組以上導航星的信號， 實際共有6 組導航星在轉動。現在已完成的全球定位係統， 共有6組， 每組4 顆， 總計24 顆導航星。
導航星由地麵監控裝置控製。地麵監控裝置包括主控站、監控站和注入站。它們監控導航星的運行軌道， 注入導航信息及其他控製參數， 保證導航星的正常運行。
導航星發出的信號有兩種。一種是經過加密的軍用碼， 另一種是沒有加密的商用碼。軍用碼隻供軍隊使用， 定位時的誤差為5 ―10 米。商用碼用價格不到700 美元的接收機就能收到， 測量誤差為15 ～25 米。超小型GPS 接收機隻有煙盒大小， 可供步兵使用。
多國部隊在海灣戰爭中， 配備了幾千部GPS 接收機。
主力坦克M1A1 、作戰飛機、陸軍部隊都裝備了這種裝置。利用全球定位係統， 多國部隊成功地完成了10 萬大軍的西調計劃， 通過伊沙邊境進入沙漠地區， 形成了對伊拉克軍隊的包圍圈。
現在， 世界上各個國家都加強了這方麵的研究工作， 製造了更小巧、更精密的GPS 接收器， 將接收器安在飛機、艦船、導彈上， 完成各種預定的戰鬥任務。
自古以來， C3I 係統就受到軍事家們的重視。公元前10世紀的商、周時期， 就在邊境設置了“峰火台”， 用滾滾濃煙報告敵人來犯的消息。為快速傳遞情報， 利用鴿子能自己飛回家中的能力， 在鴿子腿上捆綁書信――“飛鴿傳書”。
在道路上設立驛站， 派使者騎快馬， 由驛站提供食宿和更換馬匹， 傳送“八百裏加急文書”。在軍隊中， 設立“傳令兵”、“通信員”、“聯絡官”， 負責了解情況、傳達命令。
對於現代化戰爭來說， 上述方式就太落後了。人們用全球定位係統快速、準確地得知自己的位置； 用無線電台互相聯絡、匯報情況； 用光導纖維代替導線， 實現超大容量的有線通信； 用“定點”在赤道平麵上空的同步通信衛星， 構成了全球通信係統。
作戰部隊最怕迷失方向， 必須隨時知道自己的位置， 知道敵人在什麽地方。如果在有人居住的區域， 可以找當地的老百姓調查， 也可以根據周圍的高山、河流、特殊建築物等標誌判斷。依靠北極星或樹木生長的特點， 能夠大致判定方向。但是， 在茂密的大森林裏， 在茫茫的大沙漠中， 在一望無際的大海上。人們怎麽確定自己的確切位置呢？
古代人已經發現了磁現象， 根據磁性物體具有南極、北極兩個磁級， 在靜止時南極指南、北極指北的特點， 作成了指南針。黃帝、炎帝與蚩尤大戰時， 就是在指南針的幫助下， 確定了敵我雙方的方位， 取得了最後的勝利。後來， 人們利用天然磁石做成了“司南”。“司南”的形狀像一隻吃飯用的湯勺， 湯勺的把是磁石的南極。把“司南”放在光滑的平麵上， 它可以自由轉動， 在靜止時勺把指向南方。
現在使用的指南針， 原理與“司南”的原理一樣。隻是指南針上的小磁針是鋼製的， 可以在軸上自由轉動。小磁針的兩個尖端， 一個是南極， 一個是北極， 在靜止時分別指向南北方向。
用指南針可以知道南北方向， 但是無法確定我們此時此刻的位置。現在， 利用在太空飛行的多顆衛星， 可以很方便地解決我們所遇到的難題。這些衛星和地麵裝置， 稱為全球定位係統， 簡稱為GPS 係統。
全球定位係統中的衛星稱為導航星， 它在2 萬公裏的上空繞地球轉圓圈， 大約12 小時轉一周。導航星上帶有非常準確的原子鍾， 不間斷地向地球發出信號。這個信號中包括導航星此時的位置和發信號的時間。地麵上的GPS 為信號接收器， 接收器上安有比較便宜的石英鍾和計算機。導航星上的鍾與接收器上的鍾是同步的， 在同一時間它們的示數相同。由於導航星與接收器之間有一段距離， 信號傳播的速度是光速c = 3 ×108 米/ 秒， 所以接收器收到信號的時間與導航星發出信號的時間不一樣。知道了發出信號和接收信號的時間差， 就可以求出導航星與接收器之間的距離。
圓代表地球，A 、B、C 為三顆繞地球轉動的導航星， 我們在地球上一點O， 用GPS 接收機測定我們的位置。在t 時刻， 接收器收到了三顆導航星發回的信號。通過接收器內的儀器， 得知三顆導航星發信號時的位置及發信號的時間。若導航量A 、B 、C 發信號的時間分別為t1 、t2 、t3， 那麽我們與三顆導航星的距離則為OA= C ・(t-t1) 、OB= C ・(t-t2) 、OC= C ・(t -t3) 。根據幾何知識可以知道， 如果我們與導航星A 的距離為OA ， 那麽我們一定在以A 為球心、以OA 為半徑的球麵上。同樣的道理， 我們也應當在以B 為心、OB 為半徑的球麵上； 在以C 為心、
OC 為半徑的球麵上。O 為這三個球麵的交點。根據導航星發出的信號， 接收器可以立即判斷出三顆導航星的位置及與接收器之間的距離， 並且將這些數據輸入計算機， 得到接收器此時的位置。
通過上麵的分析可以看出， 隻要我們在同一個時間能收到三顆導航星發出的信號， 就可以確定自己的位置。由於導航星在不停地轉動， 有可能轉到地球的另一麵使我們接收不到它發出的信號， 所以在每一個轉動軌道上都有4 顆導航星。為了保證我們同時收到3 組以上導航星的信號， 實際共有6 組導航星在轉動。現在已完成的全球定位係統， 共有6組， 每組4 顆， 總計24 顆導航星。
導航星由地麵監控裝置控製。地麵監控裝置包括主控站、監控站和注入站。它們監控導航星的運行軌道， 注入導航信息及其他控製參數， 保證導航星的正常運行。
導航星發出的信號有兩種。一種是經過加密的軍用碼， 另一種是沒有加密的商用碼。軍用碼隻供軍隊使用， 定位時的誤差為5 ―10 米。商用碼用價格不到700 美元的接收機就能收到， 測量誤差為15 ～25 米。超小型GPS 接收機隻有煙盒大小， 可供步兵使用。
多國部隊在海灣戰爭中， 配備了幾千部GPS 接收機。
主力坦克M1A1 、作戰飛機、陸軍部隊都裝備了這種裝置。利用全球定位係統， 多國部隊成功地完成了10 萬大軍的西調計劃， 通過伊沙邊境進入沙漠地區， 形成了對伊拉克軍隊的包圍圈。
現在， 世界上各個國家都加強了這方麵的研究工作， 製造了更小巧、更精密的GPS 接收器， 將接收器安在飛機、艦船、導彈上， 完成各種預定的戰鬥任務。
