GPS系统

<H1 >GPS<FONT face=宋体>系统 <p></p></FONT></H1>
<P ><FONT face=宋体>全球定位系统（</FONT>Global Positioning System<FONT face=宋体>）是美国从本世纪</FONT>70<FONT face=宋体>年代开始研制。历时</FONT>13<FONT face=宋体>年，耗资</FONT>133<FONT face=宋体>亿美元，于</FONT>1994<FONT face=宋体>年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近</FONT>13<FONT face=宋体>年我国测绘等部门的使用表明，</FONT>GPS<FONT face=宋体>以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT size=3><STRONG><FONT face=宋体>1.1 GPS</FONT></STRONG><STRONG>系统的特点 <p></p></STRONG></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体><st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False"><STRONG>1.1.1</STRONG></st1:chsdate><STRONG> </STRONG><STRONG>实时性</STRONG></FONT><p></p></P>
<P ><FONT face=宋体>能为用户提供连续实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体><st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False"><STRONG>1.1.2</STRONG></st1:chsdate><STRONG> </STRONG><STRONG>定位精度高 </STRONG></FONT><STRONG><p></p></STRONG></P>
<P ><FONT face=宋体>单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体><st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False"><STRONG>1.1.3</STRONG></st1:chsdate><STRONG> </STRONG><STRONG>功能多，应用广</STRONG></FONT><p></p></P>
<P ><FONT face=宋体>随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体><FONT size=3><STRONG>1.2 </STRONG><STRONG>系统的组成<p></p></STRONG></FONT></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体><st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False"><STRONG>1.2.1</STRONG></st1:chsdate><STRONG> GPS</STRONG><STRONG>由三个独立的部分组成</STRONG></FONT><p></p></P>
<P ><FONT face=宋体>空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星，它们分别在6条与赤道平面成55°角的轨道平面上运行，每个轨道平面配备3颗卫星，每隔一条轨道平面配备一颗热备份卫星，而且卫星轨道呈圆形，高度19650千米，卫星轨道周期为12小时，这种配置可实现24小时全球覆盖，可以保证地球上任何地点的用户在任何时候至少能看到4颗卫星。卫星发射的频率的载波扩频信号，它们分别为1575.4MKHz和1227.6MKHz。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体><st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False"><STRONG>1.2.2</STRONG></st1:chsdate><STRONG> GPS</STRONG><STRONG>系统的地面支撑系统</STRONG></FONT><p></p></P>
<P ><FONT face=宋体>主控站、全球监测站和地面控制站组成。控制部分的主要任务是跟踪所有的卫星以进行轨迹和时钟测定，预测修正模型参数，时钟同步和卫星加载数据电文等。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体><st1:chsdate w:st="on" Year="1899" Month="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False"><STRONG>1.2.3</STRONG></st1:chsdate><STRONG> GPS</STRONG><STRONG>系统的用户设备部分即</STRONG><STRONG>GPS</STRONG><STRONG>接收机</STRONG></FONT><p></p></P>
<P ><FONT face=宋体>接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息及观测测量，经数据处理完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。目前，车载GPS系统可以快速地确定地球表面的特征位置，并直接以坐标数据输入计算机系统。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT size=3><FONT face=宋体><STRONG>1.3 GPS</STRONG><STRONG>定位原理</STRONG></FONT><p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>目前GPS系统提供的定位精度优于10米，为得到更高的定位精度，通常采用差分GPS技术（伪距差分或载波相位差分）：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位数进行校正，获得更高精度的定位结果。 <p></p></FONT></P>

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