人类已经无法阻止全球定位系统(GPS)了！
这当然并不意味着，如果汽车里没有安装那个扑克盒大小的装置，司机就肯定会一脸迷茫地找不到回家的路。事实上，GPS潜入地球的程度，远比你想象的深——
电力公司依靠GPS卫星发送的精确时间信号控制电力供应，金融机构则利用它安排各种交易。在一些发达国家，它帮助农民进行更加精确的播种、收割和粮食加工。自然灾难发生时，GPS帮助救援机构迅速到达受灾人群所在的地点，挽救无数的生命。
GPS可不是只会指引你按照精确的路线，从家一路开车抵达饭店用餐。它同时还能负责为炸弹定位，引导美国及其盟友的导弹落向2000英里外某个国家里、某个只有饭桌大小的目标。战争中，这项应用将使成千上万的平民免于血腥屠杀。
噢，万能的GPS!
现在，人们似乎很难去想象一个没有GPS的时代，尽管这个时代离我们并不遥远。甚至就在上个世纪50年代，以设备精良著称的美国海军也常常在坏天气里抓瞎。每当出现阴雨或大雾，战舰或潜艇就会偏离航线，驾驶员不得不靠猜测和观察天上的星星来确定自己的位置。
如果不是被对手苏联狠狠地惊吓了一下，美国恐怕不会开展对GPS系统的研究。1957年10月，苏联宣布成功将人造卫星发射到地球轨道。尽管这颗卫星的个头很小，但它毕竟是第一个抵达地球轨道的人造卫星。全美国都为自己曾经小觑对手而倒吸了一口凉气，过去，他们一直认为这个冷战对手在科技研究方面不及自己。
当政治家们陷入恐慌的时候，约翰霍普金斯大学的科学家却忙得不亦乐乎：他们在实验室屋顶组装了一个监听站，收听人造卫星的信号。尽管只能传来简单的“哔”声，但科学家们注意到，人造卫星发射的无线频率一直在变化。他们同时也意识到，通过监控这种变化可以掌握卫星的准确位置。
这一切都被应用物理学家弗兰克麦克卢尔发现了。天才总是喜欢调头思考：“如果你能发现卫星在那儿，那你们就同样可以把这个问题颠倒过来，计算出你自己身在何处。”
1964年，这个系统开始运行，它最初的实验者是北极星核潜艇舰队，后来应用在数千艘战舰、货船和私人船只上。
如今已经76岁的布拉德帕金森曾是开发GPS的一名工程师。他回忆说，当时他们负责找出一种办法，让卫星能够发送特别精确的时标，因为如果接收器知道它接收每个信号的确切时间，就能算出卫星当时在哪里，以及自己的相应位置。
帕金森还记得，在这个攻关团队位于洛杉矶的基地里，实验室墙上贴着一张“鼓劲儿的标语”：“千万别忘了！我们的使命就是将炸弹5次扔进同一个洞里，并为此制造出一套便宜的导航系统！”
这是一个极其漫长的研究过程。直到1990年，这群幕后英雄的工作才被世界所知。那一年，海湾战争爆发，人们在电视上看到导弹飞到空中，在极高的速度中消失在远方，朝着遥远而精确的目标飞去。
那一天，世界为此目瞪口呆。
如今，即便对一个普通人来说，GPS也不是个什么高深的词语了。可它绝不是一个所向披靡的系统。
甚至恰恰相反，GPS信号有着“令人难以置信的脆弱”。牛津大学和布里斯托尔大学软件工程学客座教授马提尔·托马斯在一份研究中提出警告：外太空一次强烈的太阳耀斑，或是地球上配有原始干扰发射台的恐怖分子，都可以轻松对它造成破坏。
他甚至发现，单单将一台50瓦的干扰发射台放在某个高处，就能“入侵”整个南英格兰所有与GPS相关的服务，令银行、电厂和机场等部门陷入崩溃。一个并不算危言耸听的说法是：如果恐怖组织想毁灭整个地球，他们甚至可以攻击GPS总部。
好在，这个星球上，至少有一支默默无闻的队伍在保护着万能的GPS，那就是隶属于美国空军的第二航空作战中队。他们负责每天跟卫星进行70多次联络，如果有卫星偏离轨道、出现故障，他们就要把它“停泊”到一个安全地方进行修理。
为了保护万能的GPS，这并不是个轻松的工作。有人抱怨，“情况紧急时，甚至没有时间上厕所。”
面对GPS竞争俄罗斯格洛纳斯抢占市场
2011年12月，俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统第二次实现全球覆盖。目前，格洛纳斯卫星导航系统共有卫星31颗，包括用于传输信号卫星24颗、备用卫星3颗及4颗用于维修和飞行测试的卫星。
格洛纳斯卫星导航系统早在1995年便已建成，但由于缺乏资金支持，导致该系统长期无法投入使用。对格洛纳斯卫星导航系统的投资在2001年得到重启。在此后的10年里，俄罗斯共投入47亿美元用于该系统的发展，相当于这一时期俄罗斯航空事业发展总预算的三分之一。俄罗斯联邦航天署在本月早些时候公布的格洛纳斯卫星导航系统扩展计划中显示，到2020年之前国家还将为该系统投入117亿美元。
格洛纳斯系统成为GPS系统后的第二套无限制访问的卫星定位系统。很显然，中国的“北斗二号”将成为继格洛纳斯和GPS之后的全球第三套卫星导航系统。预计，北斗二号卫星导航系统将于今年覆盖中国全境，到2020年将实现全球覆盖。欧洲曾计划于2019年推出伽利略系统，但是该计划却因一直遭遇财务问题而暂时中断。到目前为止，中国拥有10颗在轨卫星，而欧洲只拥有2颗。
对卫星定位系统的军事应用还将在全球范围内得到继续发展，目前包括伊朗等国也在制造依靠卫星导航制导的武器系统，而俄罗斯则计划为每个步兵配备卫星导航器，并计划大规模生产GPS制导炸弹，该炸弹与美国“杰达姆”精确制导炸弹(JDAM)相似且造价更低廉。在2008年与格鲁吉亚的战争中，俄罗斯武器使用GPS卫星定位信号的风险凸显出来，美国为了向其盟友——格鲁吉亚提供援助，封锁了冲突地区的GPS信号。
与此同时，格洛纳斯导航系统和北斗导航在民用市场中也有强势地位，尽管市场中已经普遍采用了与GPS卫星导航兼容的设备，要做到这一点很难。面对格洛纳斯与GPS的第一次竞争，俄罗斯政府将不得不采取一些“不受欢迎”的措施，其中一些措施可能也将出现在中国市场。
目前，俄罗斯政府已要求国内所有城市的公交车安装格洛纳斯导航系统信号接收器。这一要求引起了市政交通运输公司的不满，这会直接导致运营成本增加，另外公交车上早已安装了GPS定位装置。在诺夫哥罗德等城市，强制安装格洛纳斯系统接收器成为年初公交车票价上涨的主要原因。另外，政府还通过了对所有具有GPS接收功能的移动设备增加征收5%进口关税的决议，如该设备能与格洛纳斯系统兼容则可免。同时，包括警察、消防、医疗和救援等特殊部门在内的国家机关的所有车辆，均被要求强制安装格洛纳斯卫星导航系统的信号接收器。目前，这一措施已经初见成效，诺基亚和苹果公司宣布计划开发与格洛纳斯系统兼容的设备，而与摩托罗拉公司和高通公司的相关谈判正在进行中。
显然，拥有着更大消费市场的中国政府在全球电信设备制造商中推广自己的导航系统将会采取更有效的措施。
对全世界来说，全球卫星导航系统的增多意味着更大的自由度和更多的机会，也意味着其定位精度将不断提高，并不断减少政治风险。美国、俄罗斯和中国对全球性问题持有不同观点，但在全球范围内同时关闭三套系统的可能性是极小的。2011年4月，提供精确定位服务的瑞典斯维普斯公司开始使用格洛纳斯卫星解决方案，他们表示俄罗斯系统在北半球的效果比GPS系统更好。
许多发展中国家不希望过度依赖美国GPS系统，因此各国军方也开始积极使用格洛纳斯系统。目前，俄罗斯已与印度、巴西、委内瑞拉和古巴签署了格洛纳斯系统合作协议，同时在整个前苏联地区，尤其是在哈萨克斯坦和乌克兰两国，格洛纳斯导航系统也得到了广泛的应用。这样的协议使得俄罗斯的设备供应和技术咨询能够集成到格洛纳斯卫星导航系统上来。相关协议的签署使得格洛纳斯系统能够将俄罗斯设备供应和技术咨询整合起来。事实上，即使不与俄罗斯政府签署特殊协议，也可以使用格洛纳斯系统提供的服务。目前，在市场中已经可以购买到格洛纳斯系统的导航设备。在北斗导航系统和伽利略系统在全球范围内实现覆盖时，用户将可以在世界各地享受卫星精确导航服务，而不受国际政治局势变化的影响。
卫星导航与中国北斗：“北斗”因何而生
更多卫星导航系统的存在，增加了精度，提高了稳定性，提高了可靠性。美国GPS，俄罗斯格洛纳斯，欧洲伽利略，中国北斗，群星璀璨的星空，北斗仍然会闪出它的光芒。
一个人、一个国家都需要卫星导航
我们最常见的问题是，打电话，我在哪儿?你在哪儿?我怎么去你那儿?遇到危险了，需要救援，我们怎么到你那儿?因此需要定位。
北京西站在什么地方?如果你的回答是在地球上，你是正确的，如果说在地球的什么地方，你说在中国，更正确了。在北京，又精确了一步。在北京什么地方?大概是北纬39度53分，东经116度19分。这时候还不知道在哪儿。我们不仅需要定位，还需要一个参照物，要引导，要参照，这才叫导航，不仅仅是定位。所以，导航和测绘是密不可分的。
我们行人借助地图，飞机利用无线电、航标导航，舰船利用无线电、航标、天文进行导航，汽车利用各种卫星导航系统和地理信息系统导航。所以，我们的日常生活离不开导航。汽车变成我们的代步工具，当你到一个陌生的地方，不仅需要卫星的导航，可能还需要很多参照物。我们其他的载体，比如我们的飞机、导弹、坦克、火车、舰船等等都需要导航。
我们生活在地球，大家知道，地形是极其不规则的，我们看到的地图又是极其规则、美丽的。从不规则的地球到规则的地图，我们最核心的一步是要定位，要做控制，否则这个地图是不精确的。我们定完位，把它移到一个球体上再到一个圆柱体上，然后再展开成一个平面，再做纠正，这样才能拿到我们手上的地图，所以关键环节是定位。
一个国家必须有自己独立的坐标系统，我们的卫星都在围绕地球运行，要确定这个坐标系统，卫星导航是最最重要的手段之一。我们生活在一个始终变化着的地球，日本去年刚发生过大地震，可以说每时每刻我们脚踩着的地球都在变化，监测这个变化的手段就是卫星导航。我们每时每刻每秒都在观测，把这个数据处理完以后，我们就会给大家提供这样一张图出来——中国的地壳是这样运动的。这就是导航定位。
导航原理简单，卫星导航工程很复杂
导航的基本原理是什么?其实导航简单得不能再简单。古代，我们的猎人们根本没有什么知识，更没有导航知识，他走到森林里，他会做很多记号，这就是做导航，然后返程时通过记号回来。郑和下西洋，他用的是罗盘，也就是指南针，航海要进行导航。我们用地图、影像、地形做了这么多导航，还可以用星辰。我们看太阳，用脉冲星射线，还有无线电导航等等。
如果有两个观测者，他们两人的坐标已知，相互距离也已知，测一个角度，就可以把位置点算下来，这大概是中学生也学过的知识。卫星导航的原理也是如此。利用已知多个卫星的位置，将所需的点的位置计算出来(全球四大卫星导航系统都采用三球交会的几何原理来实现定位——编者)。
当然，原理即使简单，但是科学构成极其复杂。因此卫星导航是极其复杂的工程。大家知道，卫星在我们大气层之上，无线电信号是要通过大气层的，你不得不考虑大气各种因素对信号的影响;人生活在地面上，可能还有楼房等固体物体遮盖;我们还生活在电磁场当中，还有很多高压线，都可能产生干扰，你就不得不考虑这么多障碍物的影响。此外，还要考虑频率问题、信号捕获问题、时钟精度和稳定性的问题，这是一个极其复杂的科学工程。
中国最初的北斗卫星导航试验系统，原理就是双星定位，已知两个卫星的位置，测一个点测不下来，就加上地面高程，就能计算出这个点的三维坐标。它的导航原理就这么简单。但是，我们这个试验系统应该说解决了国家当时的急需，解决了有无问题，为北斗卫星导航系统发展积累了经验，也为中国电子产业的发展注入了新的活力，为中国卫星导航争取了国际地位。
北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋院士说，中国的北斗是世界的北斗，中国的北斗不仅为中国人作出贡献，也为世界人作出贡献。更多的卫星导航系统的存在，增加了精度，提高了稳定性，提高了可靠性。美国GPS，俄罗斯格洛纳斯卫星，欧洲伽利略卫星，以及北斗，群星璀璨的星空，北斗仍然会闪出它的光芒。
美国GPS3战略升级或具集成抗干扰能力
美国一位高级军官称，根据空军关于新一代GPS3卫星导航星座的新升级战略，可能从第9颗GPS3卫星起，向该系列卫星集成抗干扰能力。
空军航天与导弹系统中心主管拉斯洛韦罗(DouglasLoverro)则表示，关于GPS3升级的问题尚未定论，正在等待国防部长办公室的批准。
空军2011年做出废止GPS项目批量升级战略的决定后，国防部长办公室于近期完成了一项GPS3备选方案的分析。按照原本计划，原主承包商洛·马公司将在后续三个block内建造32颗能力有一定提高的GPS3卫星。
负责采办的空军部长助理办公室航天项目主管约翰海顿(JohnHyten)称，备选方案的最终报告接近完成，报告将通报GPS3将在何时获得哪项升级。
在向系统引入升级之前，空军希望稳定GPS3生产线。洛马公司航天系统分部正在按照合同建造首批四颗GPS3卫星，首颗GPS3卫星将在2014年发射。
