美国政府的GPS系统限制政策

时间:2015-01-28     点击:加载中   【打印此页】  【关闭

  1983 年,大韩民航007 航班在前苏联领空被苏军战机击落。之后不久,当时的美国总统 里根宣布将开放部分GPS导航信号以供民用导航使用。此言一出,许多厂商纷纷开始研发用 于民用的GPS 接收机,其中既有导航用的接收机,也包括测地型的接收机。为了保障其自身 的利益与安全,美国政府随即又采取了一系列限制措施,以防止非经美国政府特许的用户获 得高精度定位信息。

  限制政策主要包括:

  (1)对不同的GPS用户,分别提供两种不同精度的定位服务。

  (2)实施选择可用性政策,即SA政策(已被取消)。

  (3)实施反电子欺骗防护措施, 即A-S措施。

  一、不同精度的定位服务

  利用测距码(Ranging Code)信号确定站星之间的距离是GPS定位的关键技术之一。而 在GPS卫星发送的电磁波信号中,调制了两种精度不同的测距码,即所谓C/A 码 (Coarse/Acquisition Code)和P 码(Precise Code)。前者测距精度低,又称粗码;后者测距 精度高,又叫精码。对应这两种不同的测距码,GPS 提供两种定位服务,即标准定位服务(SPS -Standard Positioning Service)和精密定位服务(PPS-Precise Positioning Service)。 精密定位服务(PPS),主要提供L1 载波和L2 载波上的P 码和C/A 码以及导航电文。 它所服务的对象是美国政府特许用户(Authorized Users)。所谓特许用户,除了美军及其盟 军以外,还包括某些政府部门和经政府授权的民用用户。P 码具有良好的测距精度,加之双 频观测(L1 载波和L2 载波)可以有效削弱电离层弥散效应引起的误差,因此利用PPS 单点 实时定位的水平精度可达5~10m。然而可解调P 码的接收机设备非特许用户不易获得,所 以很难加以利用。 标准定位服务(SPS),主要提供L1 载波上的C/A 码以及导航电文。它服务的对象都是非特许用户。由于C/A 码的测距精度相对较低,又不能利用双频观测抑制电离层的影响,因 此,用户所能获得单点实时定位的水平精度只有15~20m 左右(在取消SA 政策以后)。不 过,美国政府承诺未来将在L2 载波上加载民用信号(2001 年1 月曾进行过加载试验),由此 非特许用户也可以利用双频观测削弱电离层引起的误差。SPS 单点实时定位的精度可望进一 步提高。

  二、SA政策

  为了降低SPS 的定位精度,自1991 年7 月美国开始对所有在轨的工作卫星实施SA 技术。 该技术主要是利用人为加入的噪声干扰GPS 基准信号和卫星星历,从而降低C/A 码单点实 时定位的精度。特许用户可以利用密匙自动消除SA 的影响,而非特许用户在SA 技术影响 下,标准定位服务单点实时定位的水平精度降到约100m。且还可以根据需要加大干扰力度, 进一步降低精度。 由于种种原因,美国政府于2000 年5 月1 日已经停止了施加SA 技术。

  三、A-S措施

  当P 码已被破解,或者有人掌握了特许用户接收机接收的卫星信号的频率和P 码相位, 便可以发射“适当”频率的干扰信号,诱使特许用户产生错误的定位信息。为了防止这种电 子欺骗,美国政府采用反电子欺骗(A-S)技术。具体地说就是使用严格保密的W 码, 通过 P 码和W 码模二相加,将P 码转换成Y 码。这时,非特许用户将无法继续应用P 码进行精 密定位或电子欺骗。

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