自從1978年10月6日美國第一顆GPS衛(wèi)星上天以來,已有多顆各種類型的GPS導(dǎo)航衛(wèi)星被發(fā)射升空。1994年3月10日,由24顆衛(wèi)星構(gòu)成的導(dǎo)航衛(wèi)星星座部署完畢,標(biāo)志著GPS正式建成。到目前為止,美國共發(fā)射了61顆 GPS衛(wèi)星 , 包括GPS-1、GPS-2、GPS-2A、GPS-2、GPS-2R、GPS2RM和GPS-2F等型號(hào)。
自正式投入使用以來,GPS陸續(xù)暴露出一些問題,主要是衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)太弱只有幾毫瓦,因此容易受到干擾。一臺(tái)1瓦的干擾機(jī)就能有效干擾60千米遠(yuǎn)的質(zhì)量較好的商用GPS接收機(jī),使其不能接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)。為此,美國在不斷提高GPs衛(wèi)星的性能。
現(xiàn)在,美國已提出了多項(xiàng)GPS抗干擾措施:(1)研制抗干擾的軍用接收機(jī),通過改進(jìn)軟件或預(yù)先設(shè)置抗干擾措施,過濾掉干擾信號(hào);(2)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行改造,增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度,增加新的導(dǎo)航信號(hào),開發(fā)新的軍用密碼,保證在現(xiàn)有信號(hào)受到敵方干擾而失效時(shí),衛(wèi)星仍然能夠發(fā)揮作用;(3)提高自主能力,使導(dǎo)航衛(wèi)星能短時(shí)期擺脫對(duì)地面系統(tǒng)的依賴。
從2010年開始陸續(xù)發(fā)射的12顆GPS-2F衛(wèi)星上,除了具有GPS-2RM的功能外,還增加了新的民用頻率,信號(hào)功率也提高了10倍,并采用星間鏈路和自主導(dǎo)航新技術(shù),使GPS衛(wèi)星可自主運(yùn)行60——180天,GPS-2F衛(wèi)星還采用了更先進(jìn)的星上原子鐘,可使GPS-2F衛(wèi)星鐘系統(tǒng)的誤差達(dá)到每天8納秒。
計(jì)劃發(fā)射的GPS-3系列衛(wèi)星將選擇全新的設(shè)計(jì)方案,使信號(hào)功率比現(xiàn)有系統(tǒng)提高100倍;使用更高性能的原子鐘,如氫鐘,以增大衛(wèi)星使用壽命;改變衛(wèi)星軌道構(gòu)型和軌道高度,放棄額定24顆中地球軌道衛(wèi)星的星座配置方案,采用33顆中地球軌道、高橢圓軌道和地球靜止軌道衛(wèi)星共同構(gòu)成空間星座。GPS-3的定位、定時(shí)精度有可能分別達(dá)到30厘米和1納秒。