近年來，美國GPS導航儀不僅是私人轎車的時尚配置，而且應用范圍越來越廣泛，在航天、交通、金融、農(nóng)業(yè)、軍事、應急救援等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。北美防空司令部幾天前煞有介事地宣稱，圣誕老人到全球送禮之所以不迷路，是因為他趕的鹿車裝上了GPS（即全球定位系統(tǒng)）導航儀。

　　美國海軍1960年首次成功試驗了GPS系統(tǒng)。其基本原理，是用戶根據(jù)接收到的衛(wèi)星信號中不同的空間和時間信息，測算出自身在地球上的三維位置（經(jīng)度、緯度和海拔）以及時間。一般來說，要實現(xiàn)定位，最少需3顆衛(wèi)星，但接收到的衛(wèi)星信號越多，解碼的精確度就越高。美國曾經(jīng)制定了一個利用24顆分布在6個不同軌道上的衛(wèi)星來進行定位的方案。到1994年，這24顆衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，GPS的民用市場也逐步發(fā)展了起來。目前，在軌活動的GPS衛(wèi)星有31顆，定位精確度可達10米，通過參考其他數(shù)據(jù)實現(xiàn)增強服務后，最高精確度可達1厘米。

　　除了用于精確制導、車輛調(diào)度、遠洋航行、大氣觀測、地理勘察、野外探險外，GPS還有許多一般人并不熟悉的功能。利用GPS，金融機構(gòu)可使遍布世界的電腦網(wǎng)絡保持同步；發(fā)電廠和供電站在發(fā)生停電事故時，工程師可迅速追查到斷電的確切地點……精確定時也是GPS的一項重要功能，每一個GPS衛(wèi)星都裝有多臺原子鐘，提供萬億分之一秒精確度的時間數(shù)據(jù)。

　　GPS已經(jīng)成為現(xiàn)代災難應急系統(tǒng)必不可少的一部分。納入地震監(jiān)測網(wǎng)絡的GPS系統(tǒng)，能幫研究人員快速確定地震震中。利用GPS提供的定位信息，科學家可以研究地球張力是如何逐漸累積起來的，甚至可以在未來預測地震。飛機配置了GPS和紅外探測儀后，可以確認山火的邊界和“熱點”，數(shù)分鐘之內(nèi)火災圖就可傳送到消防員駐地的手提電腦上，以幫助消防員更有效地滅火。福特汽車公司開發(fā)的“911助手”軟件，把碰撞傳感器和GPS結(jié)合起來，一旦車主發(fā)生事故無法呼救，“911助手”會自動報警，并報告車主的準確位置。

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)也用上了GPS。美國約翰·迪爾公司研發(fā)出“星火”精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，農(nóng)戶駕駛裝有該系統(tǒng)的拖拉機，能夠沿著誤差不到10厘米的路線運行，精確地決定播種數(shù)量和播種深度。用GPS指導施肥，可減少化肥施用總量，提高耕地的產(chǎn)量，經(jīng)濟效益顯著。配備了GPS的空中噴灑機，可以在耕地上空準確地飛行，只在需要的區(qū)域噴灑化學藥劑，減少了使用的化學藥劑量，降低其擴散度，從而保護了環(huán)境。

　　美國正在研發(fā)第三代GPS，預計2014年發(fā)射首顆衛(wèi)星。第三代GPS衛(wèi)星將按3個技術(shù)級別建造：民用信號將同歐洲的伽利略衛(wèi)星系統(tǒng)和日本的準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)兼容，軍事信號的抗干擾和互動能力將大大增強。負責GPS運營的美軍太空司令部官員說，第三代GPS的定位精確度可提高到60厘米，將為更廣泛的民間應用創(chuàng)造條件。（管克江）