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为什么GPS会发展成为GNSS?看两则故事

添加时间:2020-09-14 来源:斗室智库 作者:曹冲
  一、令我们非常满足的GPS
  2020年9月3日在《GPS World》杂志上,一个在20年前当杂志主编,名为马特奥·卢西奥的作者,发表了这样一篇感想。

1976年:第一个军用GPS五通道接收机内置于研究GPS可行性的多个程序之一。接收机的重量超过270磅,有两个操作员的座位。
(照片:罗克韦尔·柯林斯/史密森尼)
  就像之前的互联网一样,GPS最初是一种利基技术,现在已成为一种公认的技术,尽管它被误解了很多,而且常常被视为理所当然。互联网和GPS两种系统均起源于美国国防部(DOD),原来都是支持军事任务,后来才发展为大众市场的民用技术。尽管互联网在其历史的早期就已经从军事手中转移到了平民手中,但GPS仍由美国空军来操作,这使其成为了DOD的独特体验:它所负责的系统具有更多的民用应用和使用者,与军事使用者相比,有数量级之别。
  GPS已改变了整个职业,最引人注目的是测量;创造了新的产业,例如乘车共享;促进了无数科学研究领域,从考古学到动物学;促进了日常生活的许多方面,例如寻找零售店并到达那里;并给美军带来了优势,30年前讨论过的一项是否实现承诺的投资回报的应用是精准农业。早期出现的大量挑战和辩论日益加剧,尤其是选择性可用性(SA)。1990年,佳瓦德·阿雪贾说道,“我想不出一个词来说明它有多糟糕。”他反映了GPS行业和用户社区的态度。其他辩论也被证明更具持久性,例如光平方公司宽带网构成的干扰威胁,该威胁在破产后重生为力嘎多网络。
  GPS最初在沙漠风暴之后,引起了广泛的关注,当时它已成为电视节目、报纸报道和休闲目录页面中特殊部分的主题。 “具有讽刺意味的是,”布拉德·帕金森于1994年9月在《GPS世界》文章 中指出,“民用公司(如佳明)在沙漠风暴中使用了大多数接收机,而没有得到军事赞助。”在那十年的后期,虽然大多数人终于意识到了GPS技术,但它开始在其应用和使用该系统的系统中逐渐消失。
  1991年9月,即美国空军太空司令部于1995年4月27日宣布该系统的全部作战能力(FOC)三年半之前,在国际民航组织在蒙特利尔的前联邦航空局局长詹姆斯·布西致辞中说:“我想强调的是,我们完全支持其他系统最终取代[GPS],并且这事肯定会发生。”在遥远的将来,这种情况仍然可能发生。但是,布希并未预见到,GPS在更大的定位、导航和授时(PNT)系统中只是一个要素,尽管是关键要素。这个全球性系统包括其他三个GNSS和两个区域性GNSS,一些公共和私人运营的增强服务,以及广泛的互补和替代技术。其中包括惯性导航(在过去的三十年中,已经取得了很大进步)和机会射频信号。它可能很快会包含来自非GNSS卫星、eLoran、增强型测距设备以及使用固定于地面的极低频的导航设施的导航信号。
  我正好在20年前就开始了自己在地理空间技术领域的职业生涯,担任该杂志的主编,距SA结束仅几个月后,GPS的准确性提高了一个数量级,并同样扩大了其潜在应用的数量。然而,今天,我仍然惊叹于这项技术已经变得如此普遍以及它将改变我们的生活。
  最后,我引用《GPS世界》早期专栏作家哈尔·蒙哥马利的话说,他在1991年10月写道:“ 对更精确的数据GPS用户表现出了无限的需求。给他们一英里,他们想要一英寸。”
  二、初有“创新”栏目,理查德·兰利教授谈历史
  《GPS世界》杂志,在1990年1月发行其第一期。那时,天上只发射了15颗GPS卫星,包括10颗原型卫星或5颗Block I卫星。这些早期的卫星中已经有四个停止运行。但是在发射第一颗GPS卫星后的十多年来,轨道上已经有足够的卫星可以允许对该系统进行早期的商业和科学使用。甚至还有用于个人导航的手持接收器,尽管比我们今天使用的接收器要大一些。然而很明显,GPS将会大举起飞,并且存在一些商业案例,可以为定位、导航和授时社区的专业人士发行有关GPS的月刊(第一年出版双月刊)。

1990年:新不伦瑞克大学(UNB)教授理查德·兰利和两名研究生在三脚架上使用GPS天线重新测量历史基线。
(照片:UNB观点提供)
  新杂志将刊登有关GPS的新闻、产品公告和文章,包括有关GPS技术及其在世界各地的大学和研究机构中进行的应用的前沿研究。这就是《GPS World》杂志的创始编辑格伦·吉本斯与GPS研究和教育的早期领导者新不伦瑞克大学(UNB)接触,决定让后者管理一个被称为“创新”的专栏的原因。格伦规定:“本专栏应处理具有广泛应用和兴趣的问题,并以尽可能使广泛读者都能理解的术语来介绍。”
  当时,有四位教职员工在UNB从事GPS研究:戴维·威尔斯、阿尔弗雷德·克留斯伯格、彼得·瓦尼切克(1983年曾因GPS手表而出名),与我。我和克留斯伯格博士自愿管理专栏,并搜寻学术界、政府和行业实验室,以寻找作者撰写专栏文章,或有时我们自己撰写文章。从1997年开始,我担任该专栏的唯一协调员,一直延续到今天。
  自从第一期杂志发表第一篇以来,已有近300篇文章发表于“创新”专栏。多年来,我还为该杂志的许多新闻和专题文章做出了贡献。我可能只是服务时间最长的活跃的GPS“新闻工作者”。我仍然是UNB的专职教学和研究教授,最近担任了导航学会期刊《NAVIGATION(导航)》的主编,但是我仍然有时间为《GPS 世界》撰写文章,在未来的岁月中希望继续为《GPS 世界》杂志服务。
  从上面两个故事,可以看到的发人深省的地方是:金子总会发光的。从GPS到GNSS的发展步伐,可以看到导航卫星系统之伟大和实用,改变着人类的生产、生活、生态。因为它事关时空,事关信息,事关国计民生。还有就是创新,创新使得科技经济社会生活变得生气勃勃,一往无前大踏步前进,创新就是生命力的爆发,就是与时俱进,就是生生不息,关键还是有坚持不懈、孜孜追求、天天向上的人。
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