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（一）從軍用轉(zhuǎn)為軍民兩用，GPS 系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)
美國(guó)GPS 系統(tǒng)是由美國(guó)國(guó)防部從1973 年開(kāi)始籌建，1994 年3 月正式運(yùn)營(yíng)，目前是全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)占據(jù)統(tǒng)治地位的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的成功源于政府持續(xù)性地投入、免費(fèi)提供民用服務(wù)培育規(guī)模市場(chǎng)、根據(jù)市場(chǎng)需求結(jié)合各種最新技術(shù)。通過(guò)20 多年的建設(shè)，GPS 系統(tǒng)已經(jīng)形成集軍事民用用途于一身，帶動(dòng)芯片制造、終端設(shè)備、導(dǎo)航服務(wù)的綜合性產(chǎn)業(yè)。
1、GPS 系統(tǒng)經(jīng)歷四個(gè)發(fā)展階段，是目前全球應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
GPS 系統(tǒng)從1994 年3 月正式運(yùn)營(yíng)至今一共經(jīng)歷以下幾個(gè)發(fā)展階段：
1，GPS 的概念論證和方案分析階段(1973-1979)
美國(guó)國(guó)防部組建了項(xiàng)目聯(lián)合辦公室，劃撥1 億美元進(jìn)行4 顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的研制和發(fā)射(實(shí)際發(fā)射3 顆衛(wèi)星)，其中，這一階段主要驗(yàn)證GPS 原理的可行性，研制了3 種類型的GPS 接收機(jī)以及衛(wèi)星地面控制設(shè)備。
2，GPS 系統(tǒng)的系統(tǒng)研制和試驗(yàn)階段（1979-1989）
這一階段，陸續(xù)發(fā)射了11 顆組網(wǎng)試驗(yàn)衛(wèi)星Block I(其中1 顆發(fā)射失敗)，地面監(jiān)控系統(tǒng)得到完善，GPS 用戶接收機(jī)得到進(jìn)一步發(fā)展。1983 年，美國(guó)總統(tǒng)里根宣布一旦GPS 建成將開(kāi)放給公眾使用，從而開(kāi)啟GPS 民用的大門。GPS 衛(wèi)星將發(fā)射兩種不同的測(cè)距碼，即軍用的P 碼和民用的C/A 碼，分別對(duì)應(yīng)精密定位服務(wù)(PPS)和標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)。1984 年，地理測(cè)量成為GPS 系統(tǒng)第一個(gè)商用領(lǐng)域。
3，GPS組網(wǎng)并進(jìn)入完全運(yùn)行階段，民用衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)開(kāi)始發(fā)展(1989-1999)
1989年2月4日第一顆GPS工作衛(wèi)星Block II發(fā)射成功，此后多顆Block II和Block IIA發(fā)射成功。1990-1991年的第1次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍裝備的GPS系統(tǒng)展示出相對(duì)傳統(tǒng)定位系統(tǒng)極為精確與方便的性能，引起了世人的矚目。至1993年底，在軌衛(wèi)星數(shù)達(dá)到24顆，實(shí)現(xiàn)了GPS滿星座運(yùn)行，由此GPS可以提供標(biāo)準(zhǔn)的定位服務(wù)(SPS)，為民用用戶提供全球性的連續(xù)定位服務(wù)（定位精度為100米）。美國(guó)宣布對(duì)民用用戶10年內(nèi)免收任何費(fèi)用，從此GPS衛(wèi)星導(dǎo)航逐漸在民用市場(chǎng)得到使用和發(fā)展。1995年，GPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全操作能力(FOC)，即完全實(shí)現(xiàn)了精密定位服務(wù)(PPS)，定位精度達(dá)到了10米。
1996年，出于對(duì)人身安全的考慮，美國(guó)通信委員會(huì)（FCC）頒布了行政性命令E911，硬性要求建設(shè)公眾安全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，即無(wú)論在任何時(shí)間和地點(diǎn)都能通過(guò)手機(jī)信號(hào)追蹤到用戶。由于在這之前GPS功能不是強(qiáng)制要求的，而E911標(biāo)準(zhǔn)要求美國(guó)所有蜂窩網(wǎng)手機(jī)都需具備GPS的定位功能，以便在機(jī)主遇險(xiǎn)時(shí)實(shí)施救助。這極大促進(jìn)了GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。隨著3G通訊的發(fā)展，所有CDMA系統(tǒng)均使用GPS進(jìn)行授時(shí)，此外電力系統(tǒng)，金融系統(tǒng)的授時(shí)目前也廣泛采用GPS的衛(wèi)星信號(hào)，GPS系統(tǒng)在行業(yè)應(yīng)用中的重要性日益凸顯。大眾市場(chǎng)中，車載GPS定位設(shè)備，手機(jī)定位設(shè)備，也逐漸開(kāi)始出現(xiàn)。
自美國(guó)政府于1993年正式向全球民間用戶免費(fèi)開(kāi)放GPS后，原僅用于軍事的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)初期，整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)基本由GPS所壟斷，后隨俄羅斯GLONASS和中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，GPS占全球市場(chǎng)的比重有所下降，但仍保持在90%以上。到2009年，約為600億美元左右的規(guī)模。
目前GPS主要應(yīng)用領(lǐng)域有：軍事方面：導(dǎo)彈、戰(zhàn)機(jī)、艦船、戰(zhàn)斗車輛等單位的定位和導(dǎo)航；行業(yè)方面：銀行、電力、礦業(yè)、石化等行業(yè)的系統(tǒng)校時(shí)；漁業(yè)、航空業(yè)等行業(yè)的導(dǎo)航；大眾應(yīng)用方面：車載及個(gè)人手持設(shè)備的定位導(dǎo)航服務(wù)。
4，GPS全面解除民用限制，產(chǎn)業(yè)獲得大發(fā)展(2000-2010)
2000年，美國(guó)政府取消了在GPS衛(wèi)星民用信道中添加的SA(有選擇可用性技術(shù)，即人為地將誤差引入衛(wèi)星鐘和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中，以降低GPS精度)干擾信號(hào)，使標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)中，在雙頻工作時(shí)定位精度可提高到20m，授時(shí)精度提高到40ns，定位精度10倍以上的提高使GPS系統(tǒng)達(dá)到了實(shí)用化水平，從而掀起GPS產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的熱潮。GPS的現(xiàn)代化民用方面還包括提高定位精度占領(lǐng)民用導(dǎo)航定位市場(chǎng)，措施是解除SA干擾并增加新的民用信號(hào)，使民用用戶終端可以用雙頻消除電離層誤差；軍用方面包括增強(qiáng)抗干擾能力和提高生存能力，主要措施是將軍碼和民碼信號(hào)分開(kāi)，增加新的軍用信號(hào)，增強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度等。在這一階段，民用的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)高速發(fā)展，基于GPS的車載導(dǎo)航終端，PND設(shè)備(Portable Navigation Devices,便攜式自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng))、手機(jī)終端等設(shè)備制造公司增長(zhǎng)顯著；相關(guān)的服務(wù)領(lǐng)域，LBS((Location Based Service, 基于位置的服務(wù))為用戶所廣泛使用。整個(gè)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)進(jìn)入繁榮期。
GPS系統(tǒng)是目前全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)。世界上絕大多數(shù)終端產(chǎn)品都基于GPS。在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)市場(chǎng)中，GPS系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)約占全球市場(chǎng)的90%。
2、GPS系統(tǒng)信號(hào)接收免費(fèi)，管理和服務(wù)市場(chǎng)具有潛力
GPS的管理和運(yùn)營(yíng)分為軍事和民用，GPS的軍事管理和運(yùn)行由國(guó)家天基PNT委員會(huì)（該委員會(huì)由美國(guó)國(guó)防部和交通部共同主持，隸屬于白宮，直接協(xié)調(diào)國(guó)務(wù)院、內(nèi)務(wù)部、參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議、商務(wù)部、國(guó)土安全部、國(guó)家航空航天局等部門）統(tǒng)一管理，主要由國(guó)防部負(fù)責(zé)。GPS的發(fā)展、采購(gòu)、運(yùn)行、維持和現(xiàn)代化所需資源的提供主要由國(guó)防部長(zhǎng)負(fù)責(zé)，具體事務(wù)則由空軍負(fù)責(zé)。美國(guó)空軍航天司令部擔(dān)任GPS系統(tǒng)計(jì)劃、規(guī)劃和采辦，并為GPS發(fā)展提供經(jīng)費(fèi)保障，為GPS星座提供空間段和地面段支持。民用GPS的管理、運(yùn)行與服務(wù)則是在運(yùn)輸部領(lǐng)導(dǎo)下，由民間GPS服務(wù)聯(lián)絡(luò)委員會(huì)（CGSIC）組織具體負(fù)責(zé)管理實(shí)施的。
目前，美國(guó)政府免費(fèi)提供GPS衛(wèi)星信號(hào)。只要有相應(yīng)的接收設(shè)備，用戶可以像接收廣播信號(hào)一樣直接接收GPS信號(hào)，獲得所在地的定位信息。為了獲得更好的定位或?qū)Ш叫畔�，用戶還可以付費(fèi)以獲取相應(yīng)的服務(wù)。GPS系統(tǒng)的服務(wù)領(lǐng)域主要分為電信運(yùn)營(yíng)商的位置信息服務(wù)以及終端設(shè)備商提供的信息更新服務(wù)。
1，電信運(yùn)營(yíng)商的位置信息服務(wù)
電信運(yùn)營(yíng)商通過(guò)A-GPS(輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))技術(shù)提供更快的位置信息，對(duì)用戶收取網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)用。傳統(tǒng)GPS在首次定位（冷啟動(dòng)）時(shí)耗時(shí)較長(zhǎng)（一般需要幾分鐘），而且在受到阻擋時(shí)，接收到的衛(wèi)星信號(hào)會(huì)受到很大影響，比如在樓宇中和室內(nèi)GPS信號(hào)普遍較差。A-GPS技術(shù)利用基帶臺(tái)發(fā)送輔助衛(wèi)星信號(hào)，使用戶可以在短時(shí)間內(nèi)獲得衛(wèi)星信號(hào)。即手機(jī)用戶在搜索真正的衛(wèi)星信號(hào)前，先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載一個(gè)GPS輔助信息（包括GPS的星歷和方位仰角等），然后手機(jī)中的A-GPS模塊利用輔助信息接收GPS原始信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算，最后將有關(guān)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中的位置服務(wù)器，最后網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將手機(jī)所在位置傳輸?shù)蕉ㄎ痪W(wǎng)關(guān)或應(yīng)用平臺(tái)。通過(guò)A-GPS，用戶開(kāi)始首次定位的時(shí)間最快僅需幾秒鐘的時(shí)間，使用戶可以快速獲得定位信息。電信運(yùn)營(yíng)商收取數(shù)據(jù)傳輸中的網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)用。
2，終端設(shè)備商提供的信息更新服務(wù)
生產(chǎn)導(dǎo)航設(shè)備的制造商通過(guò)定期更新地圖信息收取服務(wù)費(fèi)。最典型的應(yīng)用為車載導(dǎo)航設(shè)備的制造商通過(guò)用戶繳費(fèi)，定期提供最新的地圖信息。如果用戶不付費(fèi)，只是無(wú)法獲得最新的地圖信息，但仍可正常使用基于原地圖的導(dǎo)航功能。
隨著越來(lái)越多的用戶使用GPS的相關(guān)設(shè)備，圍繞GPS系統(tǒng)的新應(yīng)用和更新也層出不窮。GPS系統(tǒng)的管理服務(wù)產(chǎn)業(yè)在未來(lái)也將曾為頗具潛力的市場(chǎng)。
（二）GPS系統(tǒng)具有在軍事、行業(yè)和大眾市場(chǎng)三個(gè)層次的應(yīng)用
GPS系統(tǒng)的應(yīng)用根據(jù)各領(lǐng)域特點(diǎn)，可分為軍事、行業(yè)和大眾市場(chǎng)。GPS系統(tǒng)市場(chǎng)在發(fā)展的歷史中也正是通過(guò)軍事領(lǐng)域→GPS系統(tǒng)建設(shè)初衷是為了服務(wù)美國(guó)軍隊(duì)，提高軍隊(duì)的作戰(zhàn)能力，所以剛開(kāi)始GPS的系統(tǒng)應(yīng)用以及終端設(shè)備都是應(yīng)用在軍事領(lǐng)域；其后GPS相關(guān)設(shè)備逐漸被應(yīng)用在各個(gè)對(duì)定位、系統(tǒng)時(shí)間同步等有特殊需求的行業(yè)中，形成了較大的行業(yè)市場(chǎng)；隨著技術(shù)的完善以及產(chǎn)品的多樣化，GPS終端設(shè)備在大眾應(yīng)用市場(chǎng)獲得了更大的發(fā)展空間，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，相關(guān)設(shè)備公司獲得高速發(fā)展壯大。由此，GPS系統(tǒng)形成了一個(gè)由軍事、行業(yè)和大眾三個(gè)不同領(lǐng)域共同構(gòu)成的市場(chǎng)。
2005-2010年，GPS設(shè)備在北美的平均市場(chǎng)規(guī)模為335億美元。其中軍事領(lǐng)域占市場(chǎng)總額的16%，行業(yè)市場(chǎng)占25%，比重最大的是大眾應(yīng)用，占市場(chǎng)總額的59%。
圖：北美GPS 設(shè)備市場(chǎng)分布（2005-2010 平均值）
