探究GPS 技術(shù)及其在廣電傳輸中的應(yīng)用

周 軍

（承德廣通信息網(wǎng)絡(luò)有限公司，承德 067000）

近年來，我國經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展的情況下，帶來了指數(shù)式增長的文化需求。這樣的發(fā)展需求也對媒體行業(yè)提出了巨大的壓力與挑戰(zhàn)。如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)中，保證文化輸出的高質(zhì)與穩(wěn)定，給社會(huì)的發(fā)展助力，已經(jīng)是目前媒體行業(yè)的重要議題。廣電傳輸作為老牌媒體行業(yè)，在新的時(shí)代發(fā)展中需要不斷更新技術(shù)，從而保證本身不被淘汰。GPS 技術(shù)一定程度上提高了廣電傳輸?shù)男逝c安全性，引發(fā)了廣電傳輸行業(yè)的新革命。而GPS 技術(shù)如何更好的服務(wù)于廣電傳輸系統(tǒng)，是目前學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。

1 GPS 概述

GPS 即全球定位系統(tǒng)，英文全稱為Global Positioning System。最早對GPS 技術(shù)的研究要追溯于二十世紀(jì)五十年代的美國軍方項(xiàng)目，主要用于軍事定位。為美國軍方提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的導(dǎo)航服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)軍事情報(bào)的搜索、目標(biāo)追蹤、通訊對講等一系列的功能。但是其初期的研究相對粗糙，受限于衛(wèi)星布局缺乏等一系列技術(shù)問題，全球覆蓋率低。在二十世紀(jì)九十年代左右，美國衛(wèi)星投放已經(jīng)達(dá)到24顆之多，基本可以實(shí)現(xiàn)對全球范圍內(nèi)的定位，覆蓋率為百分之九十八。

到目前為止，隨著科技發(fā)展與更迭，全球范圍內(nèi)可供導(dǎo)航使用的四大定位系統(tǒng)分別隸屬于美國、俄羅斯、歐洲和中國。其中中國最早的對定位系統(tǒng)的研究追溯于申請加入歐洲“伽利略”定位系統(tǒng)，但是受限于當(dāng)時(shí)的國際形勢與世界地位，該申請最終被駁回。致使我國從無到有的開啟“北斗”計(jì)劃，經(jīng)過近二十年的研究，實(shí)現(xiàn)了全球定位功能，并服務(wù)軍用與民用領(lǐng)域。

2 GPS 技術(shù)原理

GPS 定位最基本的原理指的是，測量用戶自身的接收部件與衛(wèi)星之間的距離，根據(jù)多個(gè)衛(wèi)星的距離數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解算，得到用戶實(shí)際位置的坐標(biāo)。一個(gè)完整的GPS 定位系統(tǒng)包含以下三個(gè)部分：

2.1 衛(wèi)星系統(tǒng)

以美國的全球定位系統(tǒng)為例，其衛(wèi)星系統(tǒng)部分包含24顆衛(wèi)星。其中，21顆衛(wèi)星實(shí)時(shí)用于定位工作，3顆衛(wèi)星為備用星，用于主衛(wèi)星故障時(shí)能夠及時(shí)更替工作。衛(wèi)星工作軌道所受地球萬有引力與衛(wèi)星繞地球飛行所受離心力能夠持平，使得衛(wèi)星穩(wěn)定勻速飛行，無需額外提供燃料供能。但是一個(gè)衛(wèi)星所覆蓋的地表面積有限，因此需要6個(gè)軌道面同時(shí)工作。而技術(shù)上定位一個(gè)用戶坐標(biāo)需要四顆衛(wèi)星同時(shí)覆蓋用戶位置，計(jì)算可得每個(gè)軌道面為四顆衛(wèi)星。

2.2 地表監(jiān)測系統(tǒng)

GPS 實(shí)時(shí)定位技術(shù)除了需要衛(wèi)星全覆蓋以外，還需提供坐標(biāo)計(jì)算的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星的星歷、大氣相關(guān)數(shù)據(jù)等，該數(shù)據(jù)需要根據(jù)不同氣候與時(shí)間實(shí)時(shí)調(diào)整，以保證坐標(biāo)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

2.3 用戶接收系統(tǒng)

用戶接收系統(tǒng)主要任務(wù)就是輔助測量用戶與目標(biāo)衛(wèi)星之間的距離，為解算用戶坐標(biāo)提供有效數(shù)據(jù)。用戶接收系統(tǒng)一般包括天線與接收單元。其采用直流電源供電，為保證用戶接收系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，一般采用鋰電池供電。

3 GPS 在廣電傳輸中的應(yīng)用

隨著廣電行業(yè)的快速發(fā)展，GPS 技術(shù)逐漸滲透其中，起到了不可或缺的作用，為廣電行業(yè)的多元化提供了途徑。本文主要分析了GPS 技術(shù)在數(shù)字電視、調(diào)頻廣播兩個(gè)方面的應(yīng)用：

3.1 數(shù)字電視系統(tǒng)

傳統(tǒng)電視系統(tǒng)本質(zhì)上采用的是模擬信號傳遞，這種信號傳遞方式在質(zhì)量與數(shù)量上都有很大的限制，約束了電視廣播行業(yè)的發(fā)展，無法滿足社會(huì)市場需求。數(shù)字電視指的是從信號產(chǎn)生、傳遞以及接收等各個(gè)環(huán)節(jié)采用的都是數(shù)字信號，即0與1這樣的二進(jìn)制碼的形式。這種二級制存儲(chǔ)方式使得信號的失真度降低，顯示效果得到極大提高。而數(shù)字電視技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要依賴于GPS 技術(shù)進(jìn)行時(shí)鐘同步，使得不同地區(qū)與不同環(huán)境下的數(shù)字電視實(shí)現(xiàn)同步直播。極大的優(yōu)化了直播的時(shí)效性，達(dá)到信息傳遞的無差化。

3.2 廣播系統(tǒng)

本文所述的廣播系統(tǒng)指的是調(diào)頻同步的廣播系統(tǒng)。與數(shù)字電視類似，為實(shí)現(xiàn)同步廣播技術(shù)，需要滿足技術(shù)上的同頻、同調(diào)與同相。這也依賴于GPS 定位系統(tǒng)的精確同步功能。GPS 技術(shù)為其提供精確的時(shí)鐘信息，頻率精度極大的提高，并使得載頻鎖定精度高，從而保證廣播調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語

雖然目前我國的經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給廣電傳輸帶來了空前的機(jī)會(huì)，但也面臨了非常大的挑戰(zhàn)。如何有效利用GPS 技術(shù)在廣電傳輸中的應(yīng)用，滿足市場經(jīng)濟(jì)與國民生活的需求，是目前相關(guān)部門的重要議題。本文針對GPS 的定義、發(fā)展以及應(yīng)用，給出了詳細(xì)論述，并詳細(xì)解釋了GPS 的工作原理。另外，根據(jù)自身工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，簡要分析了兩條GPS 技術(shù)在數(shù)字電視與廣播中的應(yīng)用。