在太空中，GPS到底有沒有用呢?
先、GPS是什么？
GPS(Global Positioning System）定位系統始于20世紀70年代由美國陸?？杖娐摵涎兄频男乱淮臻g衛星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和性的導航服務，并用于情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸戰略的重要組成。理論上，24顆GPS衛星在離地面2萬公里的高空上，以約12小時的周期環繞地球運行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點(98%)都可以同時觀測到4顆以上的衛星。這樣根據三維空間定位原理，就足夠實現定位(4顆衛星構建四個方程組解決四個未知數：三維坐標和接收機鐘差信息)。后來經過擴展，它的衛星數穩定在32顆左右，它們分布在6個平面上，軌道傾角為55度，達到zui優設計。由于衛星的壽命長短不一，美國每年都會發射一些衛星更新這個系統。
GPS信號包括兩種，一種是普通民用碼，所有的接收機都能用；另一種是軍碼，不用解釋了，除了美國和它的盟友，其他人不要想了。這兩個精度差多少，百倍左右，你的手機和車載導航軟件里，用的就是普通民碼，所以你的精度是定到某條街上。
第二、GPS定位在近地空間能干什么？
它的應用實在太廣泛了，因為它是一種無源定位系統。簡而言之的原理就是只要你有一個接收機，能接收到它的信號(低于它的軌道高度，20200千米左右，GPS信號都是指向地球發射的)，從理論上講可以容納個接收機工作，任何一個接收機如果有至少四顆衛星信息就可以定位。所以它的應用可謂從天到地，題主關心的太空，在低軌空間是完全沒有任何問題的！
低軌(軌道高度<1000千米)是應用zui廣泛的太空領域，人類的地球觀測衛星(各種資源衛星、科學研究衛星比如重力、磁場、洋流、幾乎所有的間諜衛星)都處在這個高度范圍內，用這個是妥妥的。大致的低軌衛星定位原理是什么呢？
大概意思是為了確定低軌衛星的軌道：你要有一個高大上的星載GPS接收機（沒有幾個搞得到），很多星上輔助儀器數據(星敏感器、加速度計等等)，加上對地球進行各種復雜動力學建模(重力場、海洋潮汐、太陽光壓、地球固體潮、地球大氣潮、三體引力等等)，加上工程實踐的各種算法中補償措施，再加上工程實踐的經驗模型，zui后可以算出低軌衛星的軌道，然后打個激光檢驗一下就知道自己算的精度啦。這應該就是題主說的太空應用，也是GPS在太空的大多數應用。
第三、這個應用的精度有多高？
目前的科研進展是，給單個衛星定軌道的精度是實時30厘米/事后定位2厘米左右，這是個什么概念呢？低軌衛星的飛行速度在7000m/s以上，地面上的聲速的20倍以上，zui快飛行子彈(狙擊步槍)速度的7倍以上，2厘米的精度是不是很震撼？而且是連續定位，每時每刻都能有很的軌道，要知道這些低軌衛星離GPS可是2萬公里以上的！
遠不止如此，對于編隊飛行的衛星，可以形成獨特的雙差基線，GPS輔助編隊衛星的定位精度會大大提高，達到0.5毫米級別(用星上單向的高頻精度為微米級的雷達檢驗)，這個記錄目前就是我們組保持的。這是個什么概念，如果讓兩只蚊子共同跳一個華爾茲，一只蚊子在荷蘭都阿姆斯特丹，另一只蚊子在法國都巴黎，這個精度足夠幫它們校正同步動作了。下面是歐洲和美國zui近幾個任務做出的結果(來自我的科研課題)。
這些精度能滿足什么呢？所有類型低軌衛星的軌道確定，軌道轉移機動，空間交會對接，人類所有的載人航天任務都可以用到，而且GPS帶來的精度提高是質變！但很不幸，這些所有的應用必須基于軍碼，民碼根本不可能！
第四、這個的意義是什么？
軌道的意義自然不用說，所有的對地觀測儀器都需要知道它們的位置才能反推并應用它們的數據，否則同樣一組數據，你弄不清楚測的到底是北京的還是天津的，還有什么意義？GPS的出現，大提高了人類的低軌衛星定軌精度，直接往厘米級別沖。
科學應用，舉一個zui簡單的例子，GPS定位的重力衛星因為本身軌道精度大大提高，反向把地球重力場模型精度提高了100倍以上。
軍事戰略應用，呵呵，美國這么多間諜衛星，動輒拿出嚇死人的地面分辨率，能看清車牌能看清一根香煙。試問一句，離了上面的軌道可能做到么？
軍事戰術應用，要知道那是給低軌衛星用，就已經達到了厘米級精度，如果給導彈、戰車、單兵、飛機全部都裝上會有什么？事實上，目前美國基本所有的武器，凡是有導航要求(需要知道自己位置)的，全部都裝了GPS。那些夸張精度、戰斗力驚人的導彈和炸彈，都有GPS在給出它們位置幫助制導校正，保駕護航?？催@個MK-82激光/GPS制導炸彈，GPS天線妥妥的在上面。
第五、既然GPS是無源定位，理論容量，我們為啥還搞北斗？
1、美帝不會給你接收機的，因為GPS是美國軍方搞得也是軍方控制的，所有的核心芯片只有美國人能做出來且其嚴格保密。所以民用的，拿出來賺錢；軍用的，包括低軌衛星上用的，再見，呵呵！即便是歐洲，上面提到的衛星上用的GPS接收機，基本都來自美國航空航天局的噴氣推進實驗室，壟斷。咱們就只能想著了。。。
2、控制方是大爺，GPS在建成后放開民用市場時有一個selective availability政策，什么意思呢？他們人工給所有的民用碼加了巨大的噪聲，導致你定位不準。后來俄羅斯的格洛納斯競爭日趨猛烈，美國一激動2000年5月2日取消了，變化有多大，然后格洛納斯就木有希望了。
同樣的道理，對美國而言，我哪天心情不好了，除了美國的軍用接收機，能輕輕松松讓全的所有民用和非正當渠道搞來的所謂“軍用接收機”全瞎！所以你如果用了GPS在你們的武器里作為導航(比如像大家的車一樣裝GPS導航儀)，美國大兵表示：呵呵呵呵，有本事過來打我啊！
3、如果只是失效還就算了。還有一個可怕的，是釋放干擾信號，反正GPS信號都是美帝的工程師做的，一旦有應用，我釋放一個假的信號源，一模一樣的信號結構，只是不同的信息內容但強度大很多。那你所有的武器、衛星接收到的都是假的位置信息，發生什么，你自己發的導彈走成什么漂亮的漂移弧線，你能預測么？也許在你面前就是一朵燦爛的煙火了……
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