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1. 快速准确的全球定位系统
军队有着非常严格的组织和纪律， 必须做到“召之既来， 来之能战， 战之能胜。”一支军队想要打胜仗， 首先要建立起畅通无阻的通信联络体系， 保证指挥员能及时、全面、准确地了解所属部队的情况， 保证各个部队之间能随时随地交换情报、相互联系， 保证指挥员的命令能尽快传送到部队实施并进行有效的控制。这个指挥( co mmand) 、控制(control) 、通信(co mmunication) 、情报(infor mation) 系统， 简称为C3I 系统。
自古以来， C3I 系统就受到军事家们的重视。公元前10世纪的商、周时期， 就在边境设置了“峰火台”， 用滚滚浓烟报告敌人来犯的消息。为快速传递情报， 利用鸽子能自己飞回家中的能力， 在鸽子腿上捆绑书信――“飞鸽传书”。
在道路上设立驿站， 派使者骑快马， 由驿站提供食宿和更换马匹， 传送“八百里加急文书”。在军队中， 设立“传令兵”、“通信员”、“联络官”， 负责了解情况、传达命令。
对于现代化战争来说， 上述方式就太落后了。人们用全球定位系统快速、准确地得知自己的位置； 用无线电台互相联络、汇报情况； 用光导纤维代替导线， 实现超大容量的有线通信； 用“定点”在赤道平面上空的同步通信卫星， 构成了全球通信系统。
作战部队最怕迷失方向， 必须随时知道自己的位置， 知道敌人在什么地方。如果在有人居住的区域， 可以找当地的老百姓调查， 也可以根据周围的高山、河流、特殊建筑物等标志判断。依靠北极星或树木生长的特点， 能够大致判定方向。但是， 在茂密的大森林里， 在茫茫的大沙漠中， 在一望无际的大海上。人们怎么确定自己的确切位置呢？
古代人已经发现了磁现象， 根据磁性物体具有南极、北极两个磁级， 在静止时南极指南、北极指北的特点， 作成了指南针。黄帝、炎帝与蚩尤大战时， 就是在指南针的帮助下， 确定了敌我双方的方位， 取得了最后的胜利。后来， 人们利用天然磁石做成了“司南”。“司南”的形状像一只吃饭用的汤勺， 汤勺的把是磁石的南极。把“司南”放在光滑的平面上， 它可以自由转动， 在静止时勺把指向南方。
现在使用的指南针， 原理与“司南”的原理一样。只是指南针上的小磁针是钢制的， 可以在轴上自由转动。小磁针的两个尖端， 一个是南极， 一个是北极， 在静止时分别指向南北方向。
用指南针可以知道南北方向， 但是无法确定我们此时此刻的位置。现在， 利用在太空飞行的多颗卫星， 可以很方便地解决我们所遇到的难题。这些卫星和地面装置， 称为全球定位系统， 简称为GPS 系统。
全球定位系统中的卫星称为导航星， 它在2 万公里的上空绕地球转圆圈， 大约12 小时转一周。导航星上带有非常准确的原子钟， 不间断地向地球发出信号。这个信号中包括导航星此时的位置和发信号的时间。地面上的GPS 为信号接收器， 接收器上安有比较便宜的石英钟和计算机。导航星上的钟与接收器上的钟是同步的， 在同一时间它们的示数相同。由于导航星与接收器之间有一段距离， 信号传播的速度是光速c = 3 ×108 米/ 秒， 所以接收器收到信号的时间与导航星发出信号的时间不一样。知道了发出信号和接收信号的时间差， 就可以求出导航星与接收器之间的距离。
圆代表地球，A 、B、C 为三颗绕地球转动的导航星， 我们在地球上一点O， 用GPS 接收机测定我们的位置。在t 时刻， 接收器收到了三颗导航星发回的信号。通过接收器内的仪器， 得知三颗导航星发信号时的位置及发信号的时间。若导航量A 、B 、C 发信号的时间分别为t1 、t2 、t3， 那么我们与三颗导航星的距离则为OA= C ・(t-t1) 、OB= C ・(t-t2) 、OC= C ・(t -t3) 。根据几何知识可以知道， 如果我们与导航星A 的距离为OA ， 那么我们一定在以A 为球心、以OA 为半径的球面上。同样的道理， 我们也应当在以B 为心、OB 为半径的球面上； 在以C 为心、
OC 为半径的球面上。O 为这三个球面的交点。根据导航星发出的信号， 接收器可以立即判断出三颗导航星的位置及与接收器之间的距离， 并且将这些数据输入计算机， 得到接收器此时的位置。
通过上面的分析可以看出， 只要我们在同一个时间能收到三颗导航星发出的信号， 就可以确定自己的位置。由于导航星在不停地转动， 有可能转到地球的另一面使我们接收不到它发出的信号， 所以在每一个转动轨道上都有4 颗导航星。为了保证我们同时收到3 组以上导航星的信号， 实际共有6 组导航星在转动。现在已完成的全球定位系统， 共有6组， 每组4 颗， 总计24 颗导航星。
导航星由地面监控装置控制。地面监控装置包括主控站、监控站和注入站。它们监控导航星的运行轨道， 注入导航信息及其他控制参数， 保证导航星的正常运行。
导航星发出的信号有两种。一种是经过加密的军用码， 另一种是没有加密的商用码。军用码只供军队使用， 定位时的误差为5 ―10 米。商用码用价格不到700 美元的接收机就能收到， 测量误差为15 ～25 米。超小型GPS 接收机只有烟盒大小， 可供步兵使用。
多国部队在海湾战争中， 配备了几千部GPS 接收机。
主力坦克M1A1 、作战飞机、陆军部队都装备了这种装置。利用全球定位系统， 多国部队成功地完成了10 万大军的西调计划， 通过伊沙边境进入沙漠地区， 形成了对伊拉克军队的包围圈。
现在， 世界上各个国家都加强了这方面的研究工作， 制造了更小巧、更精密的GPS 接收器， 将接收器安在飞机、舰船、导弹上， 完成各种预定的战斗任务。
自古以来， C3I 系统就受到军事家们的重视。公元前10世纪的商、周时期， 就在边境设置了“峰火台”， 用滚滚浓烟报告敌人来犯的消息。为快速传递情报， 利用鸽子能自己飞回家中的能力， 在鸽子腿上捆绑书信――“飞鸽传书”。
在道路上设立驿站， 派使者骑快马， 由驿站提供食宿和更换马匹， 传送“八百里加急文书”。在军队中， 设立“传令兵”、“通信员”、“联络官”， 负责了解情况、传达命令。
对于现代化战争来说， 上述方式就太落后了。人们用全球定位系统快速、准确地得知自己的位置； 用无线电台互相联络、汇报情况； 用光导纤维代替导线， 实现超大容量的有线通信； 用“定点”在赤道平面上空的同步通信卫星， 构成了全球通信系统。
作战部队最怕迷失方向， 必须随时知道自己的位置， 知道敌人在什么地方。如果在有人居住的区域， 可以找当地的老百姓调查， 也可以根据周围的高山、河流、特殊建筑物等标志判断。依靠北极星或树木生长的特点， 能够大致判定方向。但是， 在茂密的大森林里， 在茫茫的大沙漠中， 在一望无际的大海上。人们怎么确定自己的确切位置呢？
古代人已经发现了磁现象， 根据磁性物体具有南极、北极两个磁级， 在静止时南极指南、北极指北的特点， 作成了指南针。黄帝、炎帝与蚩尤大战时， 就是在指南针的帮助下， 确定了敌我双方的方位， 取得了最后的胜利。后来， 人们利用天然磁石做成了“司南”。“司南”的形状像一只吃饭用的汤勺， 汤勺的把是磁石的南极。把“司南”放在光滑的平面上， 它可以自由转动， 在静止时勺把指向南方。
现在使用的指南针， 原理与“司南”的原理一样。只是指南针上的小磁针是钢制的， 可以在轴上自由转动。小磁针的两个尖端， 一个是南极， 一个是北极， 在静止时分别指向南北方向。
用指南针可以知道南北方向， 但是无法确定我们此时此刻的位置。现在， 利用在太空飞行的多颗卫星， 可以很方便地解决我们所遇到的难题。这些卫星和地面装置， 称为全球定位系统， 简称为GPS 系统。
全球定位系统中的卫星称为导航星， 它在2 万公里的上空绕地球转圆圈， 大约12 小时转一周。导航星上带有非常准确的原子钟， 不间断地向地球发出信号。这个信号中包括导航星此时的位置和发信号的时间。地面上的GPS 为信号接收器， 接收器上安有比较便宜的石英钟和计算机。导航星上的钟与接收器上的钟是同步的， 在同一时间它们的示数相同。由于导航星与接收器之间有一段距离， 信号传播的速度是光速c = 3 ×108 米/ 秒， 所以接收器收到信号的时间与导航星发出信号的时间不一样。知道了发出信号和接收信号的时间差， 就可以求出导航星与接收器之间的距离。
圆代表地球，A 、B、C 为三颗绕地球转动的导航星， 我们在地球上一点O， 用GPS 接收机测定我们的位置。在t 时刻， 接收器收到了三颗导航星发回的信号。通过接收器内的仪器， 得知三颗导航星发信号时的位置及发信号的时间。若导航量A 、B 、C 发信号的时间分别为t1 、t2 、t3， 那么我们与三颗导航星的距离则为OA= C ・(t-t1) 、OB= C ・(t-t2) 、OC= C ・(t -t3) 。根据几何知识可以知道， 如果我们与导航星A 的距离为OA ， 那么我们一定在以A 为球心、以OA 为半径的球面上。同样的道理， 我们也应当在以B 为心、OB 为半径的球面上； 在以C 为心、
OC 为半径的球面上。O 为这三个球面的交点。根据导航星发出的信号， 接收器可以立即判断出三颗导航星的位置及与接收器之间的距离， 并且将这些数据输入计算机， 得到接收器此时的位置。
通过上面的分析可以看出， 只要我们在同一个时间能收到三颗导航星发出的信号， 就可以确定自己的位置。由于导航星在不停地转动， 有可能转到地球的另一面使我们接收不到它发出的信号， 所以在每一个转动轨道上都有4 颗导航星。为了保证我们同时收到3 组以上导航星的信号， 实际共有6 组导航星在转动。现在已完成的全球定位系统， 共有6组， 每组4 颗， 总计24 颗导航星。
导航星由地面监控装置控制。地面监控装置包括主控站、监控站和注入站。它们监控导航星的运行轨道， 注入导航信息及其他控制参数， 保证导航星的正常运行。
导航星发出的信号有两种。一种是经过加密的军用码， 另一种是没有加密的商用码。军用码只供军队使用， 定位时的误差为5 ―10 米。商用码用价格不到700 美元的接收机就能收到， 测量误差为15 ～25 米。超小型GPS 接收机只有烟盒大小， 可供步兵使用。
多国部队在海湾战争中， 配备了几千部GPS 接收机。
主力坦克M1A1 、作战飞机、陆军部队都装备了这种装置。利用全球定位系统， 多国部队成功地完成了10 万大军的西调计划， 通过伊沙边境进入沙漠地区， 形成了对伊拉克军队的包围圈。
现在， 世界上各个国家都加强了这方面的研究工作， 制造了更小巧、更精密的GPS 接收器， 将接收器安在飞机、舰船、导弹上， 完成各种预定的战斗任务。
