测绘专业英语原文 译文2030单元.docx

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测绘专业英语原文译文2030单元

Unit20UnderstandingtheGPS（认识GPS）

WhatIsGPS?

（什么是GPS）

TheglobalPositioningSystem（GPS）operatedbytheU.S.DepartmentOFDefense（DOD）isasatellite-basedsystemthatcanbeusedtolocatepositionsanywhereontheearth（.全球定位系统（GPS），由美国国防部管理，是一个基于人造卫星的系统，可以用来在全球任何地方定位）GPSprovidescontinuous（24hours/day）,real-time,3-dimensionalpositioning,navigationandtimingworldwide.（GPS提供全世界范围内的全天候，实时，三维坐标，导航和授时的功能。

）AnypersonwithaGPSreceivercanaccessthesystem,anditcanbeusedforanyapplicationthatrequireslocationcoordinates.（任何拥有一台GPS接收机的人都可以使用这套系统，可以应用于任何需要位置坐标的工作中）TheGPSsystemconsistsofthreesegments:

⑴thespacesegment:

theGPSsatellitesthemselves,⑵thecontrolsegment,operatedbytheU.S.military,and⑶theusersegment,whichincludesbothmilitaryandcivilianusersandtheirGPSequipments（.GPS由三个部分组成：

⑴太空部分：

GPS卫星自己，⑵地面控制部分，由美国军方控制，⑶用户部分，包括军方和民用用户和他们的装备。

）SpaceSegment:

TheGPSConstellation（太空部分：

GPS星座）ThefirstGPSsatellitewaslaunchedbytheU.S.AirForceinearly1978.（第一颗GPS卫星由美国空军在1978年的早些时候发射的）Therearenow24satellitesorbitingtheearthatanaltitudeofabout10,900miles.（现在有24颗卫星在绕地球大约10900英里的高度运行）Thehighaltitudeinsuresthatthesatelliteorbitsarestable,preciseandpredictable,andthatthesatellites’motionthroughspaceisnotaffectedbyatmosphericdrag.（这么高的高度确保了卫星轨道是稳定、精确和可知的，并且确保了卫星穿过太空的运行不受到大气阻力的影响）Therearefoursatellitesineachof6orbitalplanes.（6个轨道平面中每个有4颗卫星。

）Eachplaneisinclined55degreesrelativetotheequator,whichmeansthatsatellitescrosstieequatortiltedata55degreesangle.（每个平面相对于赤道面倾斜55度，这就意味着这些卫星以55度角穿过赤道）Thesystemisdesignedtomaintainfulloperationalcapabilityeveniftwoofthe24satellitesfail.（这套系统被设计成即使24颗卫星的2颗故障也能维持全工作能力）These24satellitesmakeupafullGPSconstellation.（这24颗卫星组成了一个完整的GPS星座）TheGPSsatellitesarepoweredprimarilybysun-seekingsolarpanels,withnicadbatteriesprovidingsecondarypower.（GPS卫星主要由太阳定向太阳能电池板提供动力，镍镉蓄电池提供备用动力）EachGPSsatellitehasfouratomicclocksonboard,onlyoneofwhichisinuseatatime.ThesehighlyaccurateatomicclocksenableGPStoprovidethemostaccuratetimingsystemthatexists.（每一个GPS卫星有四个原子钟，某一时刻只有一台在使用。

这些高精度原子钟能够使GPS提供最准确的时间系统）ControlSegment:

U.S.DODMonitoring（控制部分：

美国国防部监控）TheU.S.DepartmentOfDefensemaintainsamastercontrolstationatFalconAirForceBaseinColoradoSprings.（美国国防部维持了一个主控站，在科罗拉多斯普林斯的佛肯空军基地）TherearefourothermonitorstationslocatedinHawaii,AscensionIsland,DiegoGarciaandKwajalein.（还有4个监控站座落在夏威夷、阿松森岛、迭哥加西亚岛、卡瓦加兰岛）TheDODstationsmeasurethesatelliteorbitsprecisely.（DOD站精确测量卫星轨道）Anydiscrepanciesbetweenpredictedorbitsandactualorbitsaretransmittedbacktothesatellites.（任何预报轨道和实际轨道之间的偏差被传回卫星。

）Thesatellitescanthenbroadcastthesecorrections,alongwiththeotherpositionandtimingdata,sothataGPSreceiverontheearthcanpreciselyestablishthelocationofeachsatelliteitistracking.（然后卫星可以广播这些改正值——连同位置和时间数据一起，以便地球上的GPS接收机可以精确确定它所跟踪的每个卫星的位置）UserSegment:

MilitaryandCivilianGPSUsers（用户部分：

军方和民用GPS用户）TheU.S.militaryusesGPSfornavigation,reconnaissance,andmissileguidancesystems.（美国军方把GPS用在导航、侦察和导弹制导系统上CivilianuseofGPSdevelopedatthesametimeasmilitaryuseswerebeingestablished,andhasexpandedfarbeyondoriginalexpectations.（GPS的民用在军用建立起之时就发展起来了，并且已经发展的远远超过起初的期望）TherearecivilianapplicationsforGPSinalmosteveryfield,fromsurveyingtotransportationtonaturalresourcemanagementtoagriculture.（GPS的民用用途几乎用在每个领域，从测量到交通到自然资源管理到农业）MostcivilianusesofGPS,however,fallintooneofthreecategories:

navigation,positioningandtiming.（然而，GPS的大部分民用用途，分为三种类型：

导航、定位和授时。

）

HowDoesGPSWork?

（GPS如何工作）

AGPSreceivercalculatesitspositionbyatechniquecalledsatelliteranging,whichinvolvesmeasuringthedistancebetweentheGPSreceiverandtheGPSsatellitesitistracking.（GPS接收机利用一项被称为卫星测距的技术，计算它自己的位置，涉及到GPS接收机到它所跟踪的GPS卫星的距离测量）Therange（therangeareceivercalculatesisactuallyapseudorange,oranestimateorangeratherthanatruerange）ordistanceismeasuredaselapsedtransittime.（距离（接收机测的距离实际上是伪距，或者说是距离估值，而不是真实距离）是用传播时间来测的）Thepositionofeachsatelliteisknown,andthesatellitestransmittheirpositionsaspartofthe“messages”theysendviaradiowaves.（每个卫星的位置已知，并且卫星将它们的位置作为它们用无线电波发出的“讯文”的一部分传送出去）TheGPSreceiveronthegroundistheunknownpoint,andmustcomputeitspositionbasedontheinformationitreceivesfromthesatellites.（地面GPS接收机是未知点，必需基于它从卫星收到的这些信息计算它的位置。

）ThefirststepinmeasuringthedistancebetweentheGPSreceiverandasatelliterequiresmeasuringthetimeittakesforthesignaltotravelfromthesatellitetothereceiver.（测量GPS接收机和卫星的第一步，要求测出从卫星到接收机的信号传播时间。

）Oncethereceiverknowshowmuchtimehaselapsed,thetraveltimeofthesignalmultipliesthespeedoflight（becausethesatellitesignalstravelatthespeedoflight,approximately186,000milespersecond）tocomputethedistance.（一旦接收机知道用了多少时间，用信号的传播时间乘上光速（因为卫星信号以光速传播，大约186,000英里每秒）来计算距离。

）Distancemeasurementstofoursatellitesarerequiredtocomputea3-dimensional（latitude,longitudeandaltitude）position.（计算一个三维（纬度、精度和高程）位置需要4颗卫星的距离值）

Inordertomeasurethetraveltimeofthesatellitesignal,thereceiverhastoknowwhenthesignalleftthesatelliteandwhenthesignalreachedthereceiver.（为了测出卫星信号的传播时间，接收机需要知道信号是什么时候离开卫星的和什么时候到达接收机的）Knowingwhenthesignalreachesthereceiveriseasy,theGPSreceiverjust“checks”itsinternalclockwhenthesignalarrivestoseewhattimeitis（.确定信号到达接收机的时间容易，GPS接收机只需在信号到达时“检查”自己内置的钟，看看是什么时间）Buthowdoesit“know”whenthesignalleftthesatellite?

（但是怎样“知道”信号何时离开卫星的呢？

）AllGPSreceiversaresynchronizedwiththesatellitessotheygeneratethesamedigitalcodeatthesametime.（所有GPS接收机与卫星是同步的，因此它们在同一时间产生同样的信号码）WhentheGPSreceiverreceivesacodefromasatellite,itcanlookbackinitsmemorybankand“remember”whenitemittedthesamecode（.当GPS接收机收到一个从卫星来的码时，它可以在它的内存条中回忆并“记起”它发出的相同码）Thislittle“trick”allowstheGPSreceivertodeterminewhenthesignalleftthesatellite.（这个小小的“技巧”使得GPS接收机能够确定信号是何时离开卫星的）Oncethereceiverhasthedistancemeasurements,it’sbasicallyaproblemofgeometry（.一旦接收机测出了距离，基本上就只有几何上的问题了）Ifit“knows”wherethefoursatellitesare,andhowfaritisfromeachsatellite,itcancomputeitslocationthroughtrilateration.Here’sanillustrationofhowitworks.（如果知道了4颗卫星的位置，距每颗卫星的距离，就可以通过三边测量来计算它的位置。

这里有个例子说明它如何工作的）TheGPSreceiver“lockson”toonesatelliteandcalculatestherangetobe12,000miles.（GPS接收机“锁定”一颗卫星并计算出距离为12,000英里）Thisfacthelpsnarrowthereceiverlocationdown,butitonlytellsusthatwearesomewhereonaspherewhichiscenteredonthesatelliteandhasa12,000mileradius.（这把接收机的位置限定下来，但是它只能告诉我们在一个以这个卫星为中心，半径12,000英里的球面上）Manyofthelocationsonthatspherearenotonearth,butoutinspace.（这个球面的许多位置不在地球上，而在太空中）Now,considerthatthereceiverpicksupasignalfromasecondsatelliteandcalculatestherangebetweenthereceiverandthesatellitetobe10,000miles.（现在，考虑这个接收机从第二颗卫星获得一个信号，计算出接收机到这颗卫星的距离是10,000英里）Thatmeanswearealsosomewhereonaspherewitha10,000mileradiuswiththesecondsatelliteatthecenter.（这就意味着我们也在一个以第二颗卫星为中心、半径10,000英里的球面上的某处）Wemust,therefore,besomewherewherethesetwospheresintersect.（因此，我们肯定在这两个球面相交的某处。

）Whenthetwospheresintersect,acircleisformed,sowemustbesomewhereonthatcircle.（当这两个球面相交时，一个圆圈形成了，因此我们肯定在这个圆圈的某处）Ifthereceiverpicksupanothersatellite,saysat11,000milesaway,anothersphereisformed,andthereareonlytwopointswherethethreespheresintersect.（如果接收机“拾取”了另一个卫星，比方说11,000英里以外，另一个球面形成了，三个球面相交只有两个交点）Usuallythereceivercandiscardoneofthelasttwopointsbecauseitisnowhereneartheearth.（通常接收机可以丢弃最后这两点中的一个点，因为它离地球差的远）So,we’releftwithonepointwhichisthelocationoftheGPSreceiver.Inpractice,afourthmeasurementisneededtocorrectforclockerror（.这样我们留下一个点，它是GPS接收机的位置。

在实际当中，需要第四个观测值来修正时间误差）

Uuit21UnderstandingtheGPS（II）认识GPS（II）

GPSErrorSources（GPS误差来源）TherearemanysourcesofpossibleerrorsthatwilldegradetheaccuracyofpositioncomputedbyaGPSreceiver.（有许多或然误差来源，这种误差会降低GPS接收机计算的位置的准确度）ThetraveltimeofGPSsatellitesignalscanbealteredbyatmosphericeffects;whenaGPSsignalpassesthroughtheionosphereandtroposphereitisrefracted,causingthespeedofthesignaltobedifferentfromthespeedofaGPSsignalinspace.（GPS卫星信号的传播时间会因大气影响而改变；当GPS信号穿过电离层和对流层时会发生折射，因为信号速度与在太空中信号的速度不同。

）SunspotactivityalsocausesinterferencewithGPSsignals（.太阳黑子活动也对GPS信号产生干扰）Anothersourceoferrorismeasurementnoise,ordistortionofthesignalcausedbyelectricalinterferenceorerrorsinherentintheGPSreceiveritself.（另一个误差源是测量噪声，或者是由于电干扰或GPS接收机自己固有的误差引起的信号失真）Errorsintheephemerisdata（theinformationaboutsatelliteorbits）willalsocauseerrorsincomputedpositions,becausethesatellitesweren’treallywheretheGPSreceiver“thought”theywere（basedontheinformationitreceived）whenitcomputedthepositions.（星历数据（关于卫星轨道的信息）误差也会引起位置的误差，因为当计算位置时，卫星不真正地在接收机“认为”它们在的地方（基于它接受的信息所知道））Smallvariationsintheatomicclocks（clockdrift）onboardthesatellitescantranslatetolargepositionerrors;aclockerrorof1nanosecondtranslatesto1footor0.3metersusererrorontheground.（卫星原子钟内的很小的变化（钟漂）能转化成很大的位置误差；一纳秒的钟差能造成1英尺或0.3米的地面用户误差）Multipatheffectsarisewhensignalstransmittedfromthesatellitesbounceoffareflectivesurfacebeforegettingtothereceiverantenna.（当从卫星发射的信号在到达接收机天线之前，被一个反射面反射时，多路径效应出现了）Whenthishappens,thereceivergetsthesignalinstraightlinepathaswellasdelayedpath（multiplepaths）.TheeffectissimilartoaghostordoubleimageonaTVset（.当这种情况发生时，接收机接收直线路径来的信号，也接收延迟路线（多路径）来的信号。

其效果与电视的重影或重像类似）HowtoReduceGPSErrors（如何减小GPS的误差）You’v