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全球卫星定位系统(GPS)综述

http://www.yn56.com 2007-3-8 8:57:31 采编:gangjintou  
 

    GPS是“Global Positioning System"即“全球定位系统”的简称。该系统原是美国国防部为
其星球大战计划投资100多亿美元而建立的。 其作用是为美军方在全球的舰船、飞机导航并指挥陆
军作战。在海湾战争中,涌现了大量高科技装备,而GPS全球卫星定位系统则是使用最广泛的一种。
人们普遍认为是GPS技术在整个海湾战争中充分显示了威力,起了至关重要的作用,从而赢得了战
争的胜利。
    GPS全球定位系统是一项工程浩繁、耗资巨大的工程, 被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之
后的第三大空间工程。海湾战争期间,GPS系统尚未完全建成, 初步使用已显神威。随着1993年GPS
太空卫星网的完全建成, 其应用领域不断扩大。而且美国1994年宣布在10年内向全世界免费提供
GPS全球定位系统的使用权。 使世界各国都在争相利用这一系统。
    前苏联早在1982年就开始建立自己的全球卫星定位系统。后来,俄罗斯继续执行这一系统工程
计划,到1995年已完成建成。目前这套全球卫星导航系统只由俄罗斯控制使用,未向全世界提供服
务。欧洲联盟考虑到全球卫星定位导航系统的应用前景,也打算建立他们自己的全球卫星定位导航
系统。目前德俄已联合生产了可以同时接收美国GPS和俄国Glonass信号的卫星定位接收器。当前世
界各国对全球卫星定位导航这一高新技术都非常重视,认为其对导航定位和大地勘测技术是一场革
命,其民用潜力相当巨大,经济效益相当可观。
    GPS是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统。这24 颗卫星分布在高度
为2万公里的6个轨道上绕地球飞行。每条轨道上拥有4颗卫星, 在地球上任何一点,任何时刻都可
以同时接受到来自4颗卫星的信号。也就是说GPS的卫星所发射的空间轨道信息覆盖着整个地球表面。

    GPS卫星定位系统由地面控制站、GPS卫星网和GPS接收机三部分组成。 地面主控站实施对GPS
卫星的轨道控制及参数修正。GPS卫星网向地面发射两个频率的定位导航信息,其中包括两个定位
码信号:即C/A码(供世界范围内的民用)及P码( 只供美国军方使用)。GPS接收机接收GPS卫星信号
进行解算,即可确定GPS接收机的位置。
    GPS岂所以能够定位导航,是因为每台GPS接收机无论在任何时刻、在地球上任何位置都可以同
时接收到最少4颗GPS卫星发送的空间轨道信息。接收机通过对接收到的每颗卫星的定位信息的解算
,便可确定该接收机的位置,从而提供高精度的三维(经度、纬度、高度)定位导航及授时系统。而
且和以前各种定位系统大不一样的是,GPS接收机简单,小型的只有香烟盒大小,重量约500克,价
格仅几百美元。任何人拿着这种接收机,都可以准确地知道自己在地球上的哪一点。GPS 接收机是
被动式全天候系统,只收不发信号,故不受卫星系统和地面控制系统的控制。用户数量也不受限制。
    GPS接收机的性能因机种不同而有差异。 接收机根据用户不同的使用需要又可分为大地型GPS接
收机和导航型GPS接收机两类。但接收机都具有国际通用的标准仪器接口,可以和自动驾驶仪、电台
、话音通道及计算机等仪器对接,以便迅速地将导航定位信息传送到交联的相应系统。
    GPS的定位方式有两种,即单点定位方式和相对定位方式。
    单点定位方式就是用一台GPS接收机接收三颗或四颗卫星的信号, 来确定接收点的位置。单点
定位方式测定的位置其误差较大。在移动性一次观测定位中,其误差在使用P码时约10~25米,使用
C/A码时约100米。若固定点定位测量时, 用两种码的相应误差分别为1米和5米。
    相对定位方式就是在两个地点同时进行定位测量,并且求出两点间的相对位置关系。
    相对定位方式测定的位置误差较小。尤其若采用差分技术进行修正,则可大大提高定位精度。
    随着GPS接收机的广泛应用,GPS载体(即用户)已不只局限于单一独立的运动载体,而是发展成
为一个GPS载体的相关群体。 群体管理部门需要及时了 (续)

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