精準制電子比賽系統的新時代來臨了！

2008年12月號第235期【文：陳新中】

格洛納斯與GPS爭天下

GPS（Global Positioning System，全球定位系統）已逐漸被廣泛用在賽鴿運動上，例如鴿舍座標比對、備用鴿鐘、簡訊系統、接收器……等等，除了使比賽更為公平外，也讓鴿友平日的管理與訓練更有效率。

不過，目前由GPS壟斷全球衛星導航領域的情況已悄悄在逐漸改變當中，俄羅斯總理普亭日前簽署一項命令，俄羅斯政府決定增加六百七十億盧布（約合二十六億美元）的資金，進一步落實「格洛納斯」（GLONASS）全球衛星導航系統的國家計畫。此舉可能衝擊美國全球衛星定位系統(GPS)獨霸天下的局面，未來鴿友們將有更多、更新的選擇。

GPS的原理與應用

GPS是美國國防部利用二十四顆運行於離地二萬公里的人造衛星來進行定位和計時的系統，這些衛星上各有兩顆銫原子鐘和銣原子鐘，可以提供接收訊號的GPS設備精準的經度及緯度數值，藉此讓身處在全球各地的使用者知道自己目前所在的位置。二十四顆人造衛星以四顆為一組，在全球分成六組提供服務，所以GPS系統是同時利用四顆人造衛星來執行最主要的定位工作。

GPS系統的主要應用有兩大類，第一類是定位，也就是藉由這些衛星傳回來精準的位置，得到精確的位置訊息。在實際的應用上，有可以隨身攜帶的全球定位儀和衛星導航系統，前者可以幫助登山者或是船隻在無法識別位置的地方得到自己所在的位置，後者則可以配合數位地圖來做導航。正常運用於一般狀況下，GPS定位的誤差小於一百公尺，而在軍事用途上，GPS可以小於十六公尺。

第二類應用則是網路上的同步訊號，因為這些衛星同時會傳回一個時間訊號，而這個時間誤差會小於一百五十ns（一ns相當於十的負九次方秒），因此在全球各地的網路系統若能夠接受到這些訊號，則對於利用同步訊號來傳輸的網路系統來說，等於有了一個穩定的同步訊號來源（因為衛星上的兩個原子鐘有一個是做為備份，因此穩定性極高），目前市面上許多產品都逐漸朝向這種簡單而穩定的方式作為同步訊號的來源。

一個GPS接收設備通常可以同時接收來自於多個衛星的訊號，來決定目前的位置，而時間訊號則可以選擇訊號品質最佳的為主。GPS系統在美國的正式名稱為Navstar，在俄羅斯類似的系統則稱為「格洛納斯」（GLONASS, Global Navigation Satellite System）。

「格洛納斯」原用於軍事用途

俄羅斯的「格洛納斯」系統一九七0年代由蘇聯開發，一九九三年啟用後主要用於軍事用途。原計畫發射二十四顆衛星，導航範圍覆蓋整個地球表面和近地空間。目前「格洛納斯」衛星導航系統由十六顆衛星組成，其中兩顆衛星正在進行技術維護，一顆即將退役，現階段實際上只有十三顆衛星處於正常運作狀態。

「格洛納斯」曾在二○○一年升級為軍、民兩用的全球導航系統。二○○七年年底，首批使用「格洛納斯」的汽車導航儀在莫斯科上市銷售，正式進入民用導航市場。不過，從市場應用情況來看，「格洛納斯」還存在諸如設備生產商產能不足、衛星導航服務尚未覆蓋俄羅斯全境、俄羅斯政府對技術要求不一致等問題。俄羅斯副總理伊萬諾夫已指示，有關部門將對「格洛納斯」計畫進行修改，以提高市場競爭力。

寵物項圈世界首例

一條戴著世界上首條「格洛納斯」衛星導航項圈的寵物犬，日前在莫斯科亮相。項圈內裝有衛星導航儀器，能從「格洛納斯」衛星航導系統接收訊號，然後將訊號無線傳送到專門服務器上，寵物主人透過電腦即可確定寵物位置。專家表示，研發製造此寵物項圈的目的，是為了檢驗「格洛納斯」的性能，並在此基礎上生產不同用途的衛星導航設備。

第三代衛星二○一○年升空

俄羅斯聯邦太空署日前宣布，俄羅斯應用機械科學生產集團，已經開始生產第三代導航衛星「格洛納斯－Ｋ」。與前兩代衛星「格洛納斯」和「格洛納斯－Ｍ」相比，「格洛納斯－Ｋ」重量更輕，壽命可達十二年，預計最早將於二○一○年發射。

此外，俄羅斯今、明兩年將各發射六顆「格洛納斯」系統衛星，預計到二○一二年，「格洛納斯」全球導航系統衛星的數量將增加到三十顆，達成全球定位導航的目標，屆時，定位精密度將達到一公尺左右。部署完備的「格洛納斯」系統，未來將可以廣泛應用在國防、航太、交通運輸、地質探勘、災害救援等領域。

能與GPS相容

美國的GPS系統，長期壟斷全球衛星導航領域，目前除了歐洲的伽利略計畫正在追趕，俄羅斯也加快「格洛納斯」的發展步伐。「格洛納斯」未來將具有衛星數量多、覆蓋面廣、訊號精確度高、抗干擾性強、與GPS相容的優勢；俄羅斯全力打造的「格洛納斯」計畫，勢將對美國GPS系統「一統天下」的局面產生衝擊。