如今每部新車內幾乎都會配備導航系統，每個人的手機也大多安裝了導航軟體；有了GPS（Global Positioning System, 全球定位系統），出門再也不怕找不到路。而GPS就如同許多現代生活中不可或缺的科技，其實也是源自軍事用途。

當蘇聯於1957年發射第一顆人造衛星Sputnik後，美國緊張地每天監視它的動態，其中有兩位科學家發現利用都卜勒效應就能輕鬆掌握衛星的位置。美國海軍知道後，反問：那能從衛星的位置反推自己在地面的位置嗎？大海茫茫中，這可是制勝關鍵啊！於是1960年，美國海軍建置了由五顆衛星組成的定位系統，但是一個小時才能定位一次，位置也不夠精確。除了部署的衛星數量不足，最主要關鍵在於原子鐘還無法上太空。

直到1974年，第一顆攜帶原子鐘的衛星才發射升空。之後GPS的衛星陸續升空，所配備的原子鐘與導航模組也逐步升級。1993年的今天，美國國防部宣布24顆三代同堂的GPS衛星終於部署完成，可以提供誤差一百公尺以內的標準定位服務，開啟了現代的GPS導航系統。隨著衛星的汰舊換新，如今誤差範圍已經縮小到五公尺以內。

根據愛因斯坦的狹義相對論，移動速度越快的物體，時間過得越慢；而廣義相對論又指出重力越小的地方，時間越快。GPS衛星的飛行速度約每秒四公里，每天會比地面慢7.2微秒；另一方面，它的軌道在兩萬公里的高空，重力效應會使它的時間每天比地面快45.9微秒。因此GPS衛星上的原子鐘時間每天會比地面快約38微秒，地面的導航設備必須將這誤差納入考量，才能計算出正確的位置。

很多人都以為愛因斯坦的相對論太玄了，沒有實際用途，但其實我們每天都在見證它在日常生活中扮演的重要角色，這不是很奇妙嗎？

資料引用於：http://history.pansci.asia/

GPS衛星系統在20,000km的高空，共有分佈在6個軌道上的24顆衛星。能使地球上任何地方的用戶在任何時候都能看到至少4顆衛星，因此，這是一個全天候、實時性的導航定位系統。

由GPS系統的工作原理可知，衛星時鐘的精確度越高，其定位精度也越高。早期試驗型衛星採用由霍普金斯大學研製的石英振盪器，相對頻率穩定度為 10^-11。誤差為14m。1981年，休斯公司研製的相對穩定頻率為 10^-14秒的氫原子鐘使BLOCK IIR型衛星誤差降至僅為1m。

地面監控部分主要由1個主控站、12個地面天線站和16個監測站組成。

主控站位於美國科羅拉多州的謝裡佛爾空軍基地，是整個地面監控系統的管理中心和技術中心。另外還有一個位於馬里蘭州蓋茨堡的備用主控站，在發生緊急情況時啟用。

還記得早期因工作需要 , 買了一個手掌型的GPS , 要價4萬元左右 , 現如今每個手機都內建了 , 科技進步地令人驚訝 .

費波南西 發表於 2018-12-9 16:10
還記得早期因工作需要 , 買了一個手掌型的GPS , 要價4萬元左右 , 現如今每個手機都內建了 , 科技進步地令人 ...

以前出遊要帶地圖，找不到地方還要靠嘴巴問。

現在只要有手機，便可行萬里路，我們生活方面的同時，也不要忘記當初這些科學家的貢獻！

佈建GPS衛星真是個大工程
幸好美國軍方願意將資源下放給民間使用
感謝好友分享

jkfmen 發表於 2018-12-9 21:39
佈建GPS衛星真是個大工程
幸好美國軍方願意將資源下放給民間使用
感謝好友分享 ...

所以美國可以是世界的強國，愛打誰就打誰，要制裁誰就制裁誰。

其他的國家還得要說打的好，制裁的好，不然的話GPS衛星不借你用！

連手機都有GPS
太進步了~~

感謝分享

我認為他不是好心要下放
而是掌握主動權

當科技發展
下放不僅可以提升應用
也可以追蹤他們需要的

deeperinloveu 發表於 2018-12-10 00:21
連手機都有GPS
太進步了~~

科技始終來自於人性，不是嗎？

或人性終將臣服於科技，這也不無可能！

jkjkjk110 發表於 2018-12-10 12:04
我認為他不是好心要下放
而是掌握主動權

我認為好友的分析九成九是對的。

老美沒有那麼好心，他們只會做對他們國家有利益的事情。