求精準 GPS衛星攜原子鐘測距
更新日期:2008/09/28 10:14【中國時報 唐鎮宇／專題報導】
全球衛星定位系統GPS自1983年開放民間使用以來，衍伸出許多應用，很多人以為衛星定位需要很複雜的計算，事實上，它靠的是最基礎的物理數學公式：距離＝速度×時間。
由於電子信號的速度與光速相同，所以公式中的「速度」就以每秒約30萬公里計算。
信號從衛星傳送到地球會有0.06秒的誤差，由於衛星距離地球達20200公里，如此會使定位誤差達超過300公里。故時間誤差除了要在訊號中加入「偽亂碼」使兩方時間一致外，還必須要設立非常精準的時鐘，GPS系統多半以「原子鐘」做為時間基準。
原子鐘是以特殊原子的震盪頻率作為測量單位，每顆GPS衛星都會攜帶數個銫原子鐘。由於銫原子鐘每140萬年才會出現1秒誤差，用在GPS上才能夠確保計算時間正確，定位才不會出現大幅誤差。
各國為了降低對美國GPS系統的依賴，紛紛投入衛星定位系統的發展，目前除了GPS，還有歐洲的Galileo系統、俄國的GLONASS系統與中國的「北斗」系統。
俄國GLONASS系統發展約與GPS同期，但GPS商用市場開始蓬勃之際，俄國正崩解中，也由於GLONASS衛星壽命只有8到10年，比美國 GPS衛星平均15年的壽命短，使俄國維護非常不易。1995年時，GLONASS系統已無法全球覆蓋，衛星數更是長期處於10顆以下。近1、2年在大陸 的支持下，今年才漸漸恢復到20顆衛星，但由於其採用頻率與GPS不同，加上不穩定因素較多，商用規模一直很小。
歐洲Galileo系統仍在發展中，原先由歐洲民間企業籌辦，後來因財力無法支持，改由歐盟接手，並加入中國、印度、以色列、摩洛哥、沙烏地阿拉伯和烏克蘭等非歐盟國家等。去年經濟部技術局曾針對Galileo系統舉辦商機說明會，希望透過台法合作會議，讓國內廠商也能參與Galileo系統的發展。目前Galileo系統已發射2顆衛星，預計2013年完成建置。
中國的北斗系統（CNSS）是將用戶需定位之信號，通過衛星轉發至地面控制中心後，由控制中心解算出位置，再藉衛星轉發給使用端，原理與其他系統 不太相同。「北斗系統」現今的5顆衛星僅用於中國及周邊地區導航與軍事用途，籌備中「北斗二代」25顆衛星建構完成，就可覆蓋全球。
由於電子信號的速度與光速相同，所以公式中的「速度」就以每秒約30萬公里計算。
信號從衛星傳送到地球會有0.06秒的誤差，由於衛星距離地球達20200公里，如此會使定位誤差達超過300公里。故時間誤差除了要在訊號中加入「偽亂碼」使兩方時間一致外，還必須要設立非常精準的時鐘，GPS系統多半以「原子鐘」做為時間基準。
原子鐘是以特殊原子的震盪頻率作為測量單位，每顆GPS衛星都會攜帶數個銫原子鐘。由於銫原子鐘每140萬年才會出現1秒誤差，用在GPS上才能夠確保計算時間正確，定位才不會出現大幅誤差。
各國為了降低對美國GPS系統的依賴，紛紛投入衛星定位系統的發展，目前除了GPS，還有歐洲的Galileo系統、俄國的GLONASS系統與中國的「北斗」系統。
俄國GLONASS系統發展約與GPS同期，但GPS商用市場開始蓬勃之際，俄國正崩解中，也由於GLONASS衛星壽命只有8到10年，比美國 GPS衛星平均15年的壽命短，使俄國維護非常不易。1995年時，GLONASS系統已無法全球覆蓋，衛星數更是長期處於10顆以下。近1、2年在大陸 的支持下，今年才漸漸恢復到20顆衛星，但由於其採用頻率與GPS不同，加上不穩定因素較多，商用規模一直很小。
歐洲Galileo系統仍在發展中，原先由歐洲民間企業籌辦，後來因財力無法支持，改由歐盟接手，並加入中國、印度、以色列、摩洛哥、沙烏地阿拉伯和烏克蘭等非歐盟國家等。去年經濟部技術局曾針對Galileo系統舉辦商機說明會，希望透過台法合作會議，讓國內廠商也能參與Galileo系統的發展。目前Galileo系統已發射2顆衛星，預計2013年完成建置。
中國的北斗系統（CNSS）是將用戶需定位之信號，通過衛星轉發至地面控制中心後，由控制中心解算出位置，再藉衛星轉發給使用端，原理與其他系統 不太相同。「北斗系統」現今的5顆衛星僅用於中國及周邊地區導航與軍事用途，籌備中「北斗二代」25顆衛星建構完成，就可覆蓋全球。
沒有留言:
張貼留言