GPS卫星定位系统发展现状及构成部分介绍

合集下载

GPS研究现状

一、国外市场发展现状与趋势

目前，以GPS为代表的卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一。随着技术的进步、应用需求的增加，GPS以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域，使GPS成为继蜂窝移动通信和互联网之后的全球第三个IT经济新增长点。

1主要应用领域

(1)民用领域

在定位导航方面，GPS的使用对象主要是汽车、船舶和飞机等运动物体。例如船舶远洋导航和进港引水，飞机航路引导和进场降落，汽车自主导航定位，地面车辆跟踪和城市智能交通管理等。此外，对于警察、消防及医疗等部门的紧急救援、追踪目标和个人旅游及野外探险的导引等，GPS都具有得天独厚的优势。在日常生活中，GPS还可用于人身受到攻击危险时的报警，特殊病人、少年儿童的监护与救助，生活中遇到各种困难时的求助等。使用时只需按动带有移动位置服务的GPS手机按钮，警务监控中心和急救中心在几秒钟内便可获知报警人的位置并提供及时的救助。

目前国际上具有代表性的GPS公司，主推测量仪器的有天宝公司、徕卡公司、诺华达公司和佳瓦特公司等，主推导航设备和GPS OEM板的有高明公司、麦哲伦公司、摩托罗拉公司、洛克韦尔公司和瑟孚科技公司等。

(2)军事领域

在军事领域，GPS也已从当初的为军舰、飞机、战车、地面作战人员等提供全天候、连续实时、高精度的定位导航，扩展到成为目前精确制导武器复合制导的一种重要技术手段。其工作原理是利用弹上安装的GPS接收机接收4颗以上导航卫星播发的信号来修正导弹的飞行路线，提高制导精度。区别于误差较大、精度较低的民用标准定位服务，军方使用的是精密定位服务。资料显示，未配置GPS制导系统之前，美军的“战斧”(BGM－109C)巡航导弹的圆概率误差约为9米，在其惯性＋地形匹配制导系统中加入GPS后，圆概率误差降至3米，制导精度大大提高。

四大卫星导航定位系统应用发展现状

四大卫星导航定位系统应用发展现状四大卫星导航定位系统指的是全球定位系统（GPS）、格洛纳斯导航卫星系统（GLONASS）、欧洲伽利略导航系统（Galileo）和中国北斗卫星导航系统（BeiDou）。这四个系统已经成为现代定位导航领域的重要基础设施，广泛应用于交通运输、航空航天、军事安全、地质勘探等领域。以下是四大卫星导航定位系统应用发展现状的详细介绍。

首先，全球定位系统（GPS）是最早投入实际应用的卫星导航定位系统，也是最为广泛使用的系统之一、GPS系统的应用领域非常广泛，包括车辆导航、航空导航、海洋导航、农业精准作业、物流管理等。在汽车导航方面，GPS系统已经成为现代汽车标配的功能之一，帮助司机实现准确导航、避免道路拥堵等。在航空航天领域，GPS系统被广泛应用于飞行导航、航空交通管制等关键系统中。此外，GPS系统在灾害救援、军事安全等领域也发挥着重要作用。

其次，格洛纳斯导航卫星系统（GLONASS）是由俄罗斯开发的卫星导航定位系统。GLONASS系统的应用领域与GPS系统类似，主要包括车辆导航、航空导航、海洋导航、农业精准作业等。在车辆导航方面，GLONASS 系统在俄罗斯地区的普及程度较高，许多车辆配备了GLONASS导航设备。在农业领域，GLONASS系统可实现农机作业的精准导航和监控，提高农机作业效率和农田管理水平。此外，GLONASS系统还在俄罗斯的国防安全等重要领域起到了关键作用。

第三，欧洲伽利略导航系统（Galileo）是由欧洲航天局和欧盟共同建设的卫星导航定位系统。Galileo系统目前正在逐步建设中，预计于2024年前后完全建成并投入商业应用。Galileo系统的主要特点是定位精度高、服务质量可靠，并且具备高度的覆盖能力。Galileo系统的应用领

GPS系统介绍

第一章第一章概述 .....................................................................................................

2 一、GPS 的发展历史 ................................................................................

2 二、GPS 系统构成系统构成

.................................................................................... 4 三、GPS 的用途及使用现状 .....................................................................

6 第二章第二章 GPS 信号及定位原理信号及定位原理

........................................................................... 7 一、GPS 信号的基本结构信号的基本结构

......................................................................... 7 二、GPS 信号的合成 ................................................................................

GPS_百度百科

一、GPS的基本概念和原理

GPS，全称为全球定位系统（Global Positioning System），是一种基于卫星导航系统的定位技术。它由一系列的卫星、地面控制站和用户设备组成，能够准确测量地球上任意点的位置坐标，并提供导航、定位等功能。

GPS的原理主要基于三个方面：卫星发射的信号、接收器接收的信号和测量时间。首先，GPS系统中有24颗卫星（包括备用卫星），它们通过人造卫星轨道在地球上的分布。这些卫星以恒定速度绕地球旋转，每颗卫星每天都会固定几次跟踪站的位置，并通过无线电信号发送卫星的位置信息。

其次，GPS接收器位于地面或者其他移动设备中，用来接收卫星发射的信号。接收器会接收到至少四颗卫星的信号，并通过测量信号的传播时间来计算接收器到每颗卫星的距离。通过将这些距离进行三角测量，GPS接收器能够确定接收器所在的位置。

最后，GPS接收器需要测量时间来确定信号传播的速度，并精确计算出定位信息。GPS接收器内置一个高精度的原子钟，用来测量信号传播的时间。接收器通过比较卫星发射信号的时间和它接收到信号的时间差来计算信号的传播时间，从而得出定位信息。

二、GPS的应用领域

GPS的应用广泛，涵盖了几乎所有与位置有关的领域。下面简要介

绍几个主要的GPS应用领域：

1.车辆导航和交通管理：GPS可以实时导航汽车、飞机等交通工具，提供最佳路线和交通信息，并帮助交通管理部门监控交通流量和疏导

交通。

2.航海和航空：GPS已经成为航海和航空领域的重要工具，可用于

船舶和飞机的导航定位、航线规划等。

GPS定位系统原理简明讲解

2 2 1 2 2
1 2 2
二、GPS的组成及工作原理
从方程组知道，要求出接收机的准确位置，还需要知道这四颗卫星自身的准确位置。卫星的准确位置是由GPS卫星轨道参数和参考时间计算出来的，这些信息称为卫星星历，它包含在GPS的卫星电文中。可确定物体（如飞行器）位置（经度、纬度、高度）；？
卫星越多,定位越准确；
夏威夷
科罗拉多
卡瓦加兰阿松森岛狄哥加西亚
地面监控站
GPS接收机
二、GPS的组成及工作原理
3.用户设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息
设接收机p1在某一历元接收到卫星信号的钟面时为tp1与此相应的标准时为tp1则接收机钟钟差为111pppttt???若该历元第i颗卫星信号发射的钟面时为ti相应的gps标准时为ti则卫星钟钟差为iiittt???二gps的组成及工作原理若忽略大气折射的影响并将卫星信号的发射时刻和接收时刻均化算到gps标准时则在该历元卫星i到观测站p1的几何传播距离可表示为ipipipcttc111?????可得111ipipipttcttc???????二gps的组成及工作原理虽然卫星和接收机时钟不同步但是卫星和卫星之间的时钟是同步的这样我们可以把接收机和gps卫星的时钟差ta

GPS全球定位系统构成及原理

全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

全球定位系统由三部分构成

(1)地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；

(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；

(3)用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。

全球定位系统的主要特点：

(1)全天候；(2) 全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。

全球定位系统的主要用途：

(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；

(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降

监测等；

3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。

全球卫星定位系统的国内外现状

一、全球卫星定位系统的国内外现状 1．美国GPS系统自身的更新美国为了充分利用GPS系统的商业价值，独霸全球的导航定位市场，近年来对GPS系统进行了一系列的更新。首先，从2000年5月2日起，停止实施“SA”政策，并将在GPS卫星L2频率信号上增设C/A码。2005年前，在GPS新型工作卫星Block II F上增设第三频率1176.45MHz，以提高GPS动态和静态定位精度。GPS III计划除了继承GPS更新计划外，重点是放弃现有24颗中高轨道（MEO）卫星星座方案，采用全新的33颗HEO+GEO卫星星座（HEO为高椭圆倾角轨道，GEO为在赤道上空的静止卫星），除采用更稳定的频标和提高信号可靠性等措施外，GPS III卫星将采用新的M码以增强保密和抗干扰功能。GPSIII预计在2015～2020年投入运行，计划将对军用平台提供25年的卫星导航服务。 2．欧洲伽利略计划为打破美国全球定位系统独霸天下的局面，开创欧盟空间大地测量和航天事业的新阶段，2002年3月26日，欧盟15个成员国的交通部长在布鲁塞尔决定开始启动伽利略卫星导航定位系统计划。该计划基于如下三点考虑：①政治和军事上。目前的GPS系统在全世界各个领域的广泛应用，使得各国在技术、市场、军事等方面对美国有过多依赖，欧盟要想独立成为多边世界的一极，实现欧洲自主防务，必须打破这种依赖；②技术上。欧盟意识到卫星导航在未来的应用会更加广泛而普及，然而目前这种技术由美国和俄罗斯的军方控制，要想在巨大的市场中为欧洲的高科技产业界创造机会，为他们进入这一市场提供了关键技术的平台必须打破技术垄断，而作为一项基础设施，首先要建立一套卫星导航系统；③安全上。由军方控制的GPS和GLONASS系统，一般用户只能获得定位服务，信号的安全性和连续性都是没有保证的，一旦信号错误或者信号被关闭，对用户造成的影响是难以估计的，有的甚至危及生命安全。 Galileo系统并不是重复GPS或者是GLONASS系统，它由民间组织控制，保证服务的连续性和完好性；系统本身提供了比“定位”更多的服务，侧重于导航，卫星的覆盖度更高，定位精度更高（更好的星座设计），提供系统完备性参数和系统错误警告等信息；和GPS、GLONASS系统兼容，为用户提供多样的服务。 3．星基增强系统（SBAS）为增强现有GPS和GLONASS系统的导航性能，美国联邦航空局（FAA）、欧洲和日本提出了三种SBAS：WAAS、EGNOS和MSAS系统。这三种SBAS系统的功能大致相同，其特点是：①通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息；②通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据；③GEO卫星的导航

二、GPS系统的组成及信号结构

ห้องสมุดไป่ตู้
2、GPS卫星的信号结构 GPS卫星的信号结构载波
但在全球定位系统中情况有所不同，载波除了能更好地传送测距码和导航电文这些有用信息外，传送测距码和导航电文这些有用信息外，担当起传统意义上载波的作用，义上载波的作用，在载波相位测量中它又被当做一种测距信号来使用，其测距精度比伪距测量的精度高2 距信号来使用，其测距精度比伪距测量的精度高2-3个数量级。量级。
2、GPS卫星的信号结构 GPS卫星的信号结构 (P码 B 、精码 (P码) 其实际周期为一星期一个周期中约含6.2 6.2万亿个码元一个周期中约含6.2万亿个码元每个码元所持续的时间为C/A码的1/10 C/A码的每个码元所持续的时间为C/A码的1/10 对应的码元宽度为29.3 对应的码元宽度为29.3 m 精码的测距精度约为0.3m 精码的测距精度约为0.3m 可较完善地消除电离层延迟
图片：导航型GPS机
手持型GPS机手持型GPS机 GPS
图片：大地型GPS接收机
单频机 L1
双频机L1+L2 双频机L1+L2
2、GPS卫星的信号结构 GPS卫星的信号结构
1、载波 2、测距码 3、导航电文
2、GPS卫星的信号结构 GPS卫星的信号结构载波可运载调制信号的高频振荡波称为载波 L1、L2载波 L1、L2载波 F1=154f0= 1575.42MHz F2=120f0= 1227. 60MHZ 入 1= 19.O3cm 入 2= 24.42cm 采用两个不同频率载波的主要目的: 采用两个不同频率载波的主要目的: 是为了较完善地消除电离层延迟采用高频率载波的目的是为了更精确地测定多普勒频移和载波相位（对应的距离值），从而提高勒频移和载波相位（对应的距离值），从而提高），测速和定位的精度，减少信号的电离层延迟。测速和定位的精度，减少信号的电离层延迟。因为电离层延迟与信号频率f 为电离层延迟与信号频率f的平方成反比

四大卫星导航定位系统应用发展现状

1、美国GPS覆盖率最高

美国GPS目前占据了全球卫星导航系统应用的95%，是全球覆盖最高的卫星导航定位系统。GPS（Global Positioning System）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994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。广泛地应用于大地测量、工程测量、地壳运动监测、工程变形监测等多种学科。GPS系统所发射的信号编码有精码与粗码之分。精码保密，主要提供给美国及其盟国的军事用户使用，定位精度较高；而粗码则为全球客户的民用服务。

现在运行的系统由24颗工作卫星和7颗备用卫星组成，它们分布在个6等间距的轨道平面上，每个轨道面上有4颗工作卫星，卫星轨道接近圆形。用户在任何时间都至少能看到4颗到6颗卫星，定位一次仅需几秒钟，可实现全球范围连续的、近实时的定位、测速与授时。

目前，随着现有系统中占主体的第二代卫星陆续接近“退役”年龄，美国正加紧进行新一代卫星系统的研制和部署。第三代全球定位系统将完全不同于现役卫星的体系结构，首当其冲的是将星座布设作了根本性的改变。其次GPSⅢ的有效载荷变动，重量减少，功能增强，价格降低。卫星天线有大的变化，由点波束集束而成。此外，星钟的要求提高了，要求具有高可靠性和高精度，卫星信号则要有灵活可控的结构和内容，并将使用更高功率的M码信号，大大提高对付潜在干扰威胁的能力。

2、“伽利略”系统后来居上

“伽利略”系统凭借先进的技术和良好的兼容性，在民用市场展现了不凡的竞争力。1999年，欧洲提出了建立“伽利略”导航卫星系统的计划。经过长时间的酝酿，2002年3月26日，欧盟15 国交通部长会议上正式启动“伽利略”导航卫星计划。该系统经费预算为32亿～36亿欧元，与美国GPS 系统花费的百亿美元相比，“伽利略”系统的建设，是一个经济、实用、高效、先进的系统。“伽利略”为

GPS 全球卫星定位系统及定位原理

∙GPS 全球卫星定位系统及定位原理

∙2006-7-31 11:55:00 来源：中国自动化网浏览：1252网友评论条点击查看GPS全球卫星定位导航系统(Global Positioning System-GPS)是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994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10年我国测绘等部门的使用表明，GPS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。

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。

GPS系统的特点:

1、全球，全天候工作：

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。

2、定位精度高：

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。

3、功能多，应用广：

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。

GPS:

在卫星定位系统出现之前，远程导航与定位主要用无线导航系统。

1、无线电导航系统

●罗兰--C：工作在100KHZ，由三个地面导航台组成，导航工作区域2000KM，一般精度200-300M。

● Omega（奥米茄）：工作在十几千赫。由八个地面导航台组成，可覆盖全球。精度几英里。

GPS定位系统研究意义现状及应用

1 研究意义

2 GPS定位系统研究现状及应用

1 研究意义

GPS是Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的简称，中文全称为卫星授时测距导航/全球定位系统。全球定位系统GPS（Global Position System）是美国从上世纪70年代开始研制，1973年美国国防部决定发展各军种共同使用的全球定位系统，并在空军系统司令部空间部成立了一个联合计划办公室，具体负责GPS的研制、实验、采纳和部署。当时，GPS整个计划分为三个阶段实施，历时30年，耗资200亿，于1994年全面建成，GPS定位系统是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。

该系统是以卫星为基础的无线电导航系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位和授时等多种功能，能为各类静止或高速运动的用户提供精密的瞬间三维空间坐标、速度矢量和精确授时等多种服务。

现在，GPS定位技术除了广泛应用于飞机和水面船只的导航定位外，在陆地道路导航定位系统中也获得了越来越广泛的应用。随着我国道路建设和汽车工业的飞速发展，便携式的道路实时导航和监控越来越受到人们的普遍关注。如何使用GPS定位导航系统变得更加轻便、更加准确和可靠已成为人们越来越强烈的需求。

GPS定位技术离不开计算机系统，如果要实现更复杂的功能则需要更加强大的计算机系统。采用更高级的微计算机系统——嵌入式系统，就可以很好的解决超便携和高性能的矛盾。目前，市面上几乎所有的便携式GPS定位系统、导航设备都采用嵌入式系统。

GPS全球卫星定位系统知识

列不服从任何编码规则实际中无法复制和利用 GPS采用了一种伪随机噪声码Pseudo Random
Noice——PRN简称伪随机码或伪码它的特点是：具有随机码的良好自相关性又具有某种确定的编码规则是周期性的容易复制
GPS卫星信号的测距码
C/A码 C/A码：用于粗测距和捕获GPS卫星信号的伪随机码
全覆盖地图的发布从根本上解决了GPS行业发展的一大瓶颈解决了GPS 普及上的难题
纸质地图Say Goodbye
国内GPS民用方面发展 3/6
2007年GPS井喷式发展移动导航在非智能手机上的应用使产业的发展速度成几何级增长
截止至07年底市场上出现的GPS品牌多达千余除了诺基亚、摩托罗拉这样的手机巨头和专注与此产业的GARMIN任我游、新科等知名品牌外其他小作坊品牌更是多如牛毛
如果将各种信息例如声音、图象和文字等通过量化并按某种预定规则表示成二进制数的组合形式则这一过程称为编码
在二进制数字化信息的传输中每秒传输的比特数称为数码率表示数字化信息的传输速度单位为bit/s
GPS卫星信号的测距码
随机噪声码既然码是用以表达各种信息的二进制数的组合是一组
二进制的数码序列则这一序列就可以表达成以0和1为幅度的时间函数
国内GPS民用方面发展 5/6
GPS产品定位不再局限于导航功能除了具备卫星同步精确定位、最佳路径搜索、同步语音导航、生活资讯查询等功能和城市地图精准导航之外还会集移动电视、视频播放和电子相册等娱乐功能并融入了蓝牙免提、倒车后视、TMC、电子狗、WIFI等实用功能于一身

GPS卫星定位系统简介

测时测距导航／球定位系统 ” 简称ＧＰ。这个系全，Ｓ统向有适当接受设备的全球范围用户提供精确、连续的三维位置和速度信息，且还广播一种形式的并
流。四川大地震发生后，京武警指挥中心和四川北
武警部队运用“ 斗” 北进行了上百次交流。北斗二号
费提供ＧＳＰ使用权，但美国只向外国提供低精度的卫星信号；欧盟 “ 伽利略” １９，９９年，欧洲提出计划，
准备发射３０颗卫星，组成 “ 伽利略 ” 星定位系统；卫
卫星可见时间为５个小时，在地球表面上任何地点任何时亥，４在高度角１度以上，５平均可同时观测到
ＧＰＳ卫星定位系统简介
毛敏
（陕西国防工业职业技术学院电子工程系，陕西西安７０３）１００
摘
要：文简单介绍了ＧＰ本Ｓ卫星定位系统的组成、工作原理、用及如何选购ＧＳ相关产品。应Ｐ文献标识码：Ａ文章编号：４４２１）１０９４９７一（０００ —０３一Ｏ
军联合研制新的卫星导航系统：ＮＡｖＡＧＳＲ／Ｐ。它是英文 “ ｖｇｔｎＳｔｌｔＴｉｎｎａｇｎ／ＮａｉｉａｅｉｍｉａｄＲｎｉｇａｏｌｅｇＧｏａＰｓｉｎｎｙｔｍ” ｌｌｏｉｏｉｇＳｓｅ的缩写词。其意为 “ 星ｂｔ卫

GPS定位系统原理简明讲解

二、GPS的组成及工作原理
时间延迟实际为信号的接收时刻与发射时刻之差，即使不考虑大气折射延迟，为得出卫星至测站间的正确距离，要求接收机钟与卫星钟严格同步，且保持频标稳定。实际上，这是难以做到的，在任一时刻，无论是接收机钟还是卫星钟，相对于GPS时间系统下的标准时（以下简称GPS标准时）都存在着GPS钟差，即钟面时与GPS 标准时之差。设接收机p1在某一历元接收到卫星信号的钟面时为tp1，与此相应的标准时为Tp1，则接收机钟钟差为
r 1 [(X 1 x ) (Y 1 y ) (Z 1 z ) ]
2 2 2 2
1 2 2 1 2 2
r 2 [(X 2 x ) (Y 2 y ) (Z 2 z ) ] r 3 [(X 3 x )2 (Y 3 y )2 (Z 3 z ) ]
一般, GPS接收机可同时收到的4-11颗卫星的。位置信息。
差分定位技术
• 如果使用载波差分或同时使用载波差分及伪距差分则定位精度可达 5 - 10 mm
A
B
什么是RTK技术
常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real - time kinematic)方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值，相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机。

GPS定位系统的组成

GPS定位系统由三个独立的部分组成：

1.空间部分

GPS定位系统的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星，3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。

2.地面控制系统

地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。

3.用户设备部分

用户设备部分即【GPS定位器】信号接收终端。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接信号接收终端捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。

全球卫星定位系统的国内外研究现状

1949年以后，尤其是改革开放以来，新中国的航天科技事业不断的发展壮大，发射了许多不能类型的人造卫星，这为中国的GPS定位技术的发展奠定了基础。从七十年代的理论探索，到八十年代初期，高校和科研院所联合研究GPS，再到八十年代中期引进GPS接收机，中国的GPS应用领域不段的扩大和深入。不仅在大地测量和海洋测绘等领域GPS发挥着巨大的作用，而且在精密工程测量以及航空摄影测量等领域，GPS技术也做出了巨大的贡献。此外在军事、交通以及邮电部门，采矿、石油勘探、建筑、农业以及土地资源管理等许多行业和领域的研究和应用也不段深入。30626 同时，它的发展前景也面对着诸多新秀的挑战。中国第二代北斗导航系统正在全面而快速的建设中，其已具有局部的高精度定位导航能力(目前北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖)。中国的新建成的北斗导航卫星定位系统具有着GPS所没有的的短报文通信服务功能，该功能可以使北斗系统用户终端能够实现双向的报文通信功能，北斗终端用户可以在一次通信中发送40-60个汉字,而这对于GPS而言才是最具有挑战的。同时，在XX年11月21日，联合国将中国的北斗系统加入了全球无线电导航系统的大家族。整体其已经可媲美GPS。此外，GPS所面对的竞争对手还有处于恢复

期的俄罗斯格洛纳斯系统以及处于发展中的欧洲伽利略系统。论文网

源自

面对着对手的激烈竞争，为满足更加旺盛的军民需求，美国也推进更为先进的GPS第三代计划，新的系统将由33颗卫星代替原来的24颗卫星，这33颗卫星分为静止轨道卫星和更加高的高轨道卫星。新系统的定位精度有望提高到0.2米，卫星发射信号的功率可提高到目前的100倍，这将大大提高GPS制导武器的命中精度。同时将得到进一步提高的还有授时功能。 :