《GPS世界》雜志問世30年了,其編輯部的13位大佬,對于30年來的GPS/GNSS產業進行了回顧,并且對于其未來作了預測。13個GPS/GNSS行業的大佬,及其所述主題分別為:一是斯圖爾特·萊利(Stuart Riley):GPS從小眾空間到無處不在;二是約翰·菲舍爾(John Fischer):現代奇跡為“信息高速公路”帶來了時間;三是特里·摩爾(Terry Moore):過渡到GPS以及其他領域;四是艾倫·霍爾(Ellen Hall):GNSS行業的歷史和未來的里程碑;五是朱爾斯·麥克內夫(Jules McNeff):GPS和GNSS面對雙重用途的現實;六是米格爾·阿莫爾(Miguel Amor):領導行業四十年;七是朱利安·托馬斯(Julian Thomas):從賽車到無限商機;八是艾莉森·布朗(Alison Brown):導航系統(NAVSYS)在廣域增強系統(WAAS)中的角色;九是伊斯梅爾·庫倫米納(Ismael Colomina):發現新的GPS日志;十是格雷格·圖雷茨基(Greg Turetzky):在智能手機中放置GPS;十一是克萊姆·德里斯科爾(Clem Driscoll):GPS的發展;十二是米奇·納林斯(Mitch Narins):成為黃金標準意味著什么?十三是邁克爾·斯威克(F. Michael Swiek):GPS背后是人民。
1、斯圖爾特·萊利(Stuart Riley):GPS從小眾空間到無處不在,在過去的30年中,《GPS世界》一直處于GPS從晦澀技術到無處不在的實用過渡的最前沿。該雜志最初是在衛星星座達到初始作戰能力(IOC)之前出版的。實際上,它是在“沙漠風暴”行動之前進行的,該行動引起了空前的宣傳和對GPS設備的需求;并且記錄了一段時間以來,技術學科的變化率空前提高。
萊特兄弟(Wright Brothers)首次航空飛行30年后,商業航空旅行仍然很昂貴,且不舒適,還只有很少的人可以使用。將其與GPS和GNSS進行比較,在30年中,衛星導航技術已經從由汽車電池供電的50磅重的接收機發展到置身于數十億人的口袋中和手腕上。
1978年,也就是第一顆GPS Block-I衛星發射的那一年,天寶(Trimble)成立。Trimble的第一個導航產品是1980年的Loran接收機,隨后是1984年的世界上第一個商用GPS設備產品。《GPS世界》雜志發行的那一年,Trimble成為1990年的第一家公開交易的GPS公司。定位技術是Trimble的DNA,是幫助公司發展的基礎。改變建筑、農業、運輸和地理空間信息等行業。
有兩個因素促使GPS從小眾空間到無所不在:快速的技術進步(電子、軟件、通信和不斷增加的衛星數量),加上利用定位使眾多不同應用中的大量用戶受益的創新相結合。將其視為“摩爾定律滿足市場需求”。
馬來西亞部落人員和Trimble 4000SLD,后者是第一個運動學“背包” GPS接收機,不帶電池的接收機重達44磅,于1988年推出。(照片:Trimble)
GNSS增長的關鍵是適應性。通過為廣泛的行業提供服務,GNSS制造商滿足了對精度、外形尺寸、接口和位置可用性的廣泛不同需求。市場推動了功能更強大、成本效益更高的解決方案的開發,并對性能和功能提出了各種要求。
最近的進展說明了GNSS技術對市場需求做出反應的能力。衛星提供的PPP校正使用戶幾乎可以在地球上的任何地方以快速的收斂時間實現實時厘米級精度。低成本、高性能的慣性傳感器可在充滿挑戰的環境中提高性能。軟件定義的高精度GNSS接收機,再加上消費類設備(電話和平板電腦)上的增強現實技術,為尚未發現的方向上的創新打開了大門。
GNSS在廣泛的應用中起著關鍵作用。例如,緊湊型高精度的接收器通過在汽車和卡車、精準農業、土方工程和建筑業等行業提供更高水平的生產力,可靠性、安全性和靈活性,正在改變著人們日常工作。預計未來的應用會越來越多地將GNSS與其他傳感器集成在一起,以提高自主應用的生產率和安全性。
從靜態的后處理定位轉變為實時動態手持機厘米級精度,用了不到30年的時間。對于那些經歷了早期的人來說,GNSS以我們從未想到的方式改變了世界。在未來的三十年中,GNSS將被嵌入到當今無法想象的應用中。致《GPS世界》:祝賀您,并感謝您在GNSS行業的教育、認識和促進方面取得了30年的杰出成就。
2、約翰·菲舍爾(John Fischer):現代奇跡為“信息高速公路”帶來了時間
1990年代,我在初創公司中工作,致力于為撥號和租用線路提供無線替代方案。我們創建了Clearwire,該公司最終成為WiMax -這是我們現在稱為互聯網的新“信息高速公路”的寬帶無線入口。在幾年之內,我們開始尋找一種方法來同步相鄰基站,以避免在重疊區域產生干擾。我們這些來自軍事導航領域的人轉向了GPS。我們開始使用GPS接收機為我們提供1PPS同步。
天寶公司精準時間-2000。(照片:天寶)
1990年代后期,Trimble推出了精準時間-2000,使我們的生活更加輕松。今天,它是時間同步的標準,但是在那時,它是新穎的。當我想到摩爾定律方面的進步時(半導體性能每18個月翻一番),自1990年以來,我們已經經歷了20倍的增長。這就是一百萬的改善因子!但是,僅憑技術進步并不能說明GPS的巨大成功。美軍開放其系統供世界上每個人使用,并且所有國家在使所有GNSS系統互操作性方面的持續合作這一事實令人振奮。我們生活在約翰·列儂(John Lennon)“想像”的世界上:所有人共享。2020年,我們現在將重點放在對付GNSS漏洞和保護GNSS信號的完好性上,這是我們日常生活中不可或缺的一部分。GPS確實是現代奇跡。
3、特里·摩爾(Terry Moore):過渡到GPS以及其他領域
我想我最近花了一些時間來回顧那些年以及在很長一段時間內定位和導航發生的變化并不奇怪。我的第一個學位是土木工程,盡管我在最后一年專門研究土地測量。我與衛星導航的第一次接觸是在1981年初,當時我的導師和好朋友阿什肯納齊(Ashkenazi)教授將JMR-1過境多普勒NAVSAT接收機帶入了我們的第二年測量講座。接收機跟蹤“過境”衛星時發出的那重復輕柔的嗶嗶聲讓我終生難忘。我不認為那時我會意識到導航和定位將是我工作的重點,但是我對技術和前景著迷,這確實是改變生活的時刻之一。
1984年:德州儀器(TI)TI-4100。(照片:NOAA國家大地測量局)
我記得當時帶著Magnavox MX 1502 子午儀接收機到在Herstmonceux Castle舉行的會議上,并且在周末的時候,我在父母設在謝菲爾德的后花園里安裝了該儀器,這讓他們大為驚訝。
2020年:佳敏Fenix6智能手表。(照片:佳敏)
直到1985年,我才通過英國石油公司贊助的博士后研究職位開始從事GPS工作。這是為了調查GPS在石油和天然氣領域的首次使用,以在平臺和測量船上進行精確的海上定位。我們使用的早期GPS接收機是德州儀器(TI)的TI-4100接收器,我們在第一次長期測量活動中借用了其中的五個,以測量英格蘭和蘇格蘭東海岸的精確高程。他們使用的是一種“快樂”。我記得手動輸入年歷中的元素以使接收機一次獲取一顆衛星。我們購買了頭兩臺Wild-Magnavox WM-101接收機后不久,這些接收機看起來像是在偽裝新秀麗的行李箱。現在,我在這里載在手腕上的Garmin手表中,用GNSS接收機打字,在我旁邊的三星手機上也能夠打字。上周末,我和我的妻子與女兒在英格蘭的湖區散步,并對我們的GNSS接收器進行了快速計數。我們三個人共有八個GNSS接收機(用于手表、電話和手持式接收機),當然,在我們的汽車和自行車GNSS接收機中也都有其他接收機。在過去的35年中,情況發生了怎樣的變化,以及我們如何想象,例如GPS以及現在的GNSS的普及率驚人地增長。
4、艾倫·霍爾(Ellen Hall):GNSS行業的歷史和未來的里程
GPS的歷史令人著迷。1957年,JHU高級物理實驗室(APL)進行的一項研究利用多普勒效應來監測剛剛發射的人造衛星(Sputnik),從而使研究人員能夠查明人造衛星的位置。這項努力促成了海軍子午儀計劃的發展,這是第一個衛星導航系統,該系統已在1960年成功進行了測試。美國全球定位系統(GPS)于1973年正式啟動,旨在克服以前的局限性,是一種全球解決方案。美國空軍開發了GPS,在1995年確定24顆衛星用于全面運作能力(FOC)。由于1983年的一次可怕事件,大韓航空007航班由于導航錯誤而進入蘇聯領空,隨后被蘇軍擊落,里根政府下令在全球范圍內GPS提供軍民兩用,以確保此類悲劇再次發生。克林頓政府停止了“可用性選擇性”,以使GPS對民用和商業需求的響應速度更快,精度更高。這導致了全球范圍內的大量使用和逐步形成對GPS的依賴,從為精準農業應用提供數據到金融交易的關鍵時間戳。對GPS的日益增長的需求和依賴性凸顯了保護、優化和增強系統的重要性。威脅漏洞測試、抗干擾措施和替代性導航解決方案對于此關鍵應用的增強和備份都至關重要。人們應該記住和贊譽那些為GPS作出巨大貢獻的先驅,是他們發明了GPS并從根本上改變了世界的運作方式。我無法想象沒有GPS的世界。無人駕駛汽車,無人駕駛飛機和航天器曾經只在科幻電影中播放過的內容正迅速成為現實。
5、朱爾斯·麥克內夫(Jules McNeff):GPS和GNSS面對雙重用途的現實
幾年前,我寫了一篇論文,假設在雙重用途效用和風險方面,GPS和相關的PNT功能類似于第二次世界大戰以來發生的另外兩項技術創新:原子能和互聯網。該論文得出的結論是,與已得到很好控制的原子能不同,GPS / PNT更類似于互聯網,后者或多或少被允許幾乎不受限制地發展為全球能力。現在,必須通過GNSS提供者公開行動,提供清晰視角,認真坦率地看待多年來一直是GNSS民用社區標志的信息公開共享。與互聯網一樣,那些已經依賴精確的GPS / PNT服務的人現在必須做出反應,制定保護措施和補救措施,以應對來自我們之前考慮過的同樣的日益嚴峻的威脅。