太空|美太空军能量有多大？它是怎样发挥了作用，揭秘GPS如何运作！ gps卫星

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【太空|美太空军能量有多大？它是怎样发挥了作用，揭秘GPS如何运作！】

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最近SpaceX公司的猎鹰-9型火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角升入天际，载着一颗方方正正、重达5000磅、布满天线的全球定位系统（GPS）卫星飞向12500英里外的目的地——中地球轨道。从这个遥远的制高点，它很快就会向地球发射信号，帮助你找到去郊区表哥的新房子或两个州以外的度假胜地。
这些信号很可能来自GPS III卫星，它是GPS卫星网群的最新成员，GPS服务已经成为人们日常生活中一个必不可少的亲密伙伴。升级到第三代GPS ，也就是GPS III ，人们得到的不仅仅是天空中的新盒子式样的卫星，而是一系列的服务升级。
全球定位系统（GPS）是国家的一个关键基础设施，它对几乎所有部门都是至关重要，它的大部分相关工作发生在幕后，人们看不见，而且这些工作的复杂程度和难度可能比你想像到的程度要大得多。 GPS告诉人们身在哪里，并帮助人们到达目的地，但该技术的核心是时间，而时间与生活中的方方面面的事情有关。

“和GPS相关的事宜比单纯地提供驾驶方向要多得多。 ”该公司建造了那颗新的GPS III卫星。
根据美国国家标准和技术研究所2019年6月委托第三方进行的一项研究，发现GPS每天影响着美国大约10亿美元的经济。它的影响力，简单地说，是令人震惊的。
GPS是少数几个全球导航卫星系统中最重要的一个。长期以来GPS被不断地改进和升级，旨在向地面提供更好的信号，并使卫星在太空中更加可靠和耐用。这不仅对司机、飞行员、银行家、地质学家、从事精准农业的农民，以及无人机和自动驾驶汽车的用户来说都是个好消息，而且对首先启动整个GPS的部门——美国军队来说也是如此。
而美国军方不仅仅是GPS的最大用户，还在维护着GPS的运作，为全世界的人提供服务。
太空中的原子钟GPS是如何运作的？它的关键点就是太空中的原子钟。
GPS是一种不间断的在线服务，就像你家里的电和水一样，是一种可靠的公共服务，当你在GPS卫星提供的覆盖范围，就会获得免费的GPS卫星发来的信号。
在GPS系统中有31颗卫星，其中24颗被认为是核心卫星，是GPS系统正常提供服务的最低要求。这24颗卫星分布在6个轨道平面上，所以在任何时候你都应该在至少4颗卫星的覆盖范围之内。剩下的7个卫星基本上是备用的，必要时可以替换使用。尽管它们不断向地球发射信号，人们会在手机、健身追踪器或划船的卫星导航设备上看到，但这些卫星并不知道你的位置，它们只是发送信号，就像太空中的收音机广播站一样。
“GPS卫星实际上只是高度精确的原子钟，它通过无线信号将时间信号发射出去。 ”
在地面上， GPS接收器也就是iPhone或Galaxy手机，由于内部有一个GPS芯片，会接收到来自4颗或更多卫星的原子钟时间信号。通过测量信号到达接收器的瞬间时刻的微小差异，它需要精确到纳秒，也就是十亿分之一秒，它可以计算出你的位置以及一个人是否在移动。
“定位功能是GPS系统的副产品，该公司生产的设备包括健身追踪器和智能手表。 ”“所有的卫星都在发射信号，而且它们共同发射信号的同步性是非常精确的，为了获得人们的真正位置坐标，必须解读这些同步时间信号。 ”
人们接到的时间数据将被转化为高度精确的三维坐标信息，即纬度、经度和高度以及速度和方向。这时轮到谷歌地图、苹果地图和其它地理信息系统发挥作用。而这时终端消费者就出场了：你把一个街道地址输入GPS ，然后Waze应用程序告诉你要从27号出口下去，再走3.5英里，左转进入你听说过的啤酒和汉堡店的停车场。
也许你把接收到的时间数据只当作是一个时间戳，简单明了。例如，每一笔金融交易都会记录下它的时间戳， “时间数据的应用可能比你的定位用途要广泛的多得多。 ”