全球定位系统
全球定位系统的应用与研究
全球定位系统的应用与研究全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是一种利用空间技术，实现地面上经纬度、高程和速度等数据精确测量、导航定位、空间三维地理信息采集和处理的系统。
GPS应用广泛，与全世界的军队、民用市场、科学研究等领域的相关方面息息相关。
本文主要介绍全球定位系统的应用与研究。
一、GPS在民航领域的应用全球定位系统在民用领域的应用广泛。
在民航领域，GPS不仅提高了飞机的安全性，还提高了飞行的效率，降低了成本。
GPS在民航领域的应用主要包括以下三个方面：1、飞行段导航飞行段导航是指飞机在升降、转弯、飞行中对自身位置进行精确定位，保证飞机行进的安全。
GPS技术通过全球定位系统，将飞机的位置进行精确测量，让飞机在天空中行进更加安全，减少误差。
2、飞行计划优化飞行计划优化是指在保障飞安的情况下，通过优化飞行航线，提高飞行效率。
GPS技术可以提供更精确的空间位置，减少误差，从而减少飞机的飞行距离和飞行时间，提高效率和节约燃油成本。
3、地面交通控制地面交通控制是指使用GPS技术实现飞行在地面上的空中监控，管理航线交通，确保路线的安全。
通过GPS收发器，国内航班规定将在途中实行航迹监控，监控主要包括交通管制、协调其他机场和天气信息，发挥了全球定位系统在民航领域的重要性。
二、GPS在交通运输领域的应用全球定位系统在交通运输领域的应用也是非常广泛的。
针对道路、铁路、水路等各种运输方式，GPS技术都可以发挥重要作用。
1、道路运输随着经济的发展和社会的进步，道路交通量不断增加，拥堵状况日益严重。
GPS技术可以为汽车导航、调度和流量监控提供精确的位置服务，为道路运输解决瓶颈问题，提供实时监管服务。
2、铁路运输铁路交通是一种速度快、容量大的交通方式，具有经济、安全、绿色环保等优点。
GPS技术可以实时监测车辆位置和速度，给铁路运输提供更加精确的调度管理和安全保障服务，提高铁路运输的效率和安全性。
全球定位系统GlobalPositioningSystem，通常简称GPS
全球定位系统Global Positioning System，通常简称GPS全球定位系统(GlobalPositioningSystem，通常简称GPS)是美国国防部研制的一种全天候的，空间基准的导航系统，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续地精确地确定三位位置和三位运动及时间的需要。
它是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。
全球卫星定位系统(GloblePositioningSystem)是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。
全球卫星定位系统(简称GPS)是美国从上世纪70年代开始研制,历时20余年,耗资200亿美元,于1994年全面建成。
具有海陆空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。
经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。
现有的卫星导航定位系统有美国的全球卫星定位系统(GPS)和俄罗斯的全球卫星定位系统(GlobleNaviga2tionSatelliteSystem),简称GLONASS，以及中国北斗星，欧洲伽利略。
编辑本段美国的GPS系统GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分-GPS星座;地面控制部分-地面监控系统;用户设备部分-GPS信号接收机。
1.空间部分GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,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°。
此外,还有4颗有源备份卫星在轨运行。
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,并能保持良好定位解算精度的几何图象。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS卫星产生两组电码,一组称为C/A码(Coarse/AcquisitionCode11023MHz);一组称为P码(ProciseCode10123MHz),P码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。
全球四大导航系统
全球四大卫星定位系统目前，世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。
当前全球有四大卫星定位系统，分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的"伽利略"系统、和中国的北斗卫星导航系统。
一、美国GPS长期垄断美国国防部从1973年开始实施的GPS系统，这是世界上第一个全球卫星导航系统，在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。
GPS全球定位系统计划自1973年至今，先后共发射了41颗卫星，总共耗资190亿美元。
GPS原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统，在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。
随后，在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。
从克林顿时代起，该系统开始应用在了民用方面。
现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。
美国利用GPS获得了巨大的经济利益，多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。
以1986年为例，当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元，高精度的则达到10万美元。
现在价格虽然有所下降，但也可推算出20年来GPS"收获颇丰"。
以GPS为代表的卫星导航定位应用产业，已成为八大无线产业之一。
据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明，GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长，2005年全球GPS市场已达到310亿美元。
长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号--也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个"大概"。
在海湾战争时，美国还曾置欧盟各国利益不顾，一度关闭对欧洲GPS服务。
2003年3月20日，伊拉克战争爆发。
大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达，用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁，行动代号："斩首行动"；4月，一架B-1B"枪骑兵"轰炸机临时接到任务，用炸弹摧毁了另一座建筑。
全球卫星定位系统的原理
全球卫星定位系统的原理一、概述全球卫星定位系统（GPS，GlobalPositioningSystem）是由美国国防部开发的一种全天候、全球性的卫星导航系统。
该系统利用人造卫星广播位置信息，用户设备通过接收卫星信号，计算出自身在地球上的位置。
GPS系统广泛应用于航空、航海、车辆导航、地震监测、地形测量等领域。
二、工作原理1.卫星定位原理GPS系统由24颗卫星组成，均匀分布在地球的六个轨道上（轨道高度约20000公里）。
用户设备通过接收至少三颗卫星的信号，来确定自身的位置。
卫星信号包括卫星的位置信息（纬度、经度、高度）和时钟信息。
2.伪距测量用户设备通过测量卫星信号的传输时间，计算出与卫星的距离，称为伪距。
伪距测量涉及到多边差分算法，以提高测量精度。
3.坐标系GPS系统使用WGS84坐标系，这是一种全球性的地理坐标系，具有固定的椭球参数。
用户设备可以根据接收到的卫星位置和伪距测量结果，计算出自身的纬度、经度和高度。
三、应用领域1.导航与定位GPS系统广泛应用于车辆导航、移动设备定位、户外活动定位等场景。
通过接收卫星信号，用户可以获得自身的位置信息，并实现路径规划、导航等功能。
2.农业与土地资源调查GPS系统可用于农业领域的土地资源调查、农田管理等。
通过GPS 定位，可以实现精准播种、施肥、灌溉等作业。
3.地震监测与应急救援GPS系统可用于地震监测和应急救援。
在地震发生后，GPS系统可以用于确定地震位置、受灾程度等信息。
同时，救援队伍可以利用GPS 系统进行快速定位和救援。
4.地形测量与城市规划GPS系统可用于地形测量和城市规划。
通过接收卫星信号，可以获取地形的三维信息，为城市规划和土地资源开发提供数据支持。
四、结论全球卫星定位系统是一种高效、精确的导航和定位工具，广泛应用于各个领域。
了解GPS系统的原理和应用，对于更好地发挥GPS系统的优势具有重要意义。
随着技术的不断进步，GPS系统的应用场景也将不断拓展，为人类生活带来更多便利。
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星导航系统简介一、美国的GPS 系统：美国的GPS系统，由24 颗(3 颗为备用卫星) 在轨卫星组成。
的信号有两种GPS码。
码，P C/A米。
一般的接收机利用29.3m 到2.93 民用：C/A 码的误差是码计算C/A代中期为了自身的安全考虑，在信号上加入了90 定位。
美国在米左右。
在SA(SelectiveAvailability)，令接收机的误差增大，到100精度应该能在GPS年2000 5 月2 日，SA取消，所以，咱们现在的米以内。
20码P C/A 0.293 米是码的十分之一。
但是2.93 军用：P 码的误差为米到AS(Anti-Spoofing) 只能美国军方使用，码上加上的干扰信号。
P，是在二、中国的“北斗”卫星导航定位系统：“北斗”卫星导航定位系统需要发射35 颗卫星，足足要比GPS多出11 颗。
按照规划，“北斗”卫星导航定位系统将有 5 颗静止轨道卫星和30 颗非静止轨道卫星组成，采用“东方红”-3 号卫星平台。
30 颗非静止轨道卫星又细分为27 颗中轨道(MEO)卫星和3 颗倾斜同步(IGSO) 卫星组成，27 颗MEO卫星平均分布在倾角55 度的三个平面上，轨道高度21500 公里。
“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。
开放服务在服务区免费提供纳秒，测速精度50 定位，测速和授时服务，定位精度为10 米，授时精度为为0.2 米/ 秒。
授权服务则是军事用途的马甲，将向授权用户提供更安全与更高精度的定位，测速，授时服务，外加继承自北斗试验系统的通信服务功能，精度可以达到重点地区水平10 米，高程10 米，其他大部分地区水平20的水平是差不多的。
秒。
这和美国GPS 0.2 米/ 米，高程20 米；测速精度优于另外，“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能，用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。
通过“北斗”系统，个字符【汉字】。
120 用户一次最多可以传输——“北斗二号”投入使用后，会不会取代在国产的GPS呢？曹冲GPS以后将形成竞争，对于普通消GPS研究员的答案是否定的。
全球定位系统(GPS)的原理
GPS的基本原理和功能介绍全球定位系统（GPS）是一种用于确定地球上特定位置的卫星导航系统。
它由一系列卫星、地面控制站和GPS接收器组成。
GPS的基本原理是利用卫星之间的距离测量和三角定位的原理来确定接收器的位置。
1.GPS卫星组成和运行原理•GPS系统由一组运行在中轨道上的卫星组成，这些卫星分布在地球的不同位置，以确保全球范围的覆盖。
目前，GPS系统中通常有24颗卫星运行。
•GPS卫星通过精确的轨道控制和时间同步，以稳定的速度绕地球运行。
卫星的运行轨道和位置信息由地面控制站进行监测和调整。
2.GPS接收器的工作原理和定位方法•GPS接收器是用于接收和处理来自卫星的信号的设备。
接收器通过接收多颗卫星发射的信号，并计算信号的传播时间和距离来确定接收器的位置。
•GPS接收器使用三角定位的原理，通过同时接收来自至少三颗卫星的信号来确定接收器的位置。
通过接收更多卫星的信号，精度可以进一步提高。
3.GPS的定位精度和误差来源•GPS定位的精度取决于多种因素，包括卫星的几何分布、接收器的性能、大气条件等。
•可能的误差来源包括信号传播时的大气延迟、卫星钟的不准确、接收器钟的不准确、多径效应等。
这些误差需要进行校正和纠正，以提高定位的精度。
4.GPS在导航、测量和定位应用中的作用•GPS在导航领域是非常重要的，它被广泛应用于航空、航海、汽车导航等。
通过GPS定位，人们可以准确地确定自己的位置并导航到目的地。
•在测量领域，GPS被用于测量地球表面的形状、地壳运动、地震活动等。
它在地理测量、地质勘探等领域发挥着重要作用。
•GPS还被用于定位和追踪移动设备、车辆和人员，例如物流追踪、紧急救援等。
5.GPS技术的发展和未来趋势•GPS技术在过去几十年中取得了巨大的发展，定位精度和覆盖范围不断提高。
现代的GPS接收器可以实现亚米级的定位精度。
•随着技术的进步，GPS系统的性能将进一步改善，包括更多卫星的部署、更高的定位精度、更快的信号更新速度等。
全球定位系统
全球定位系统（英语：G lobal P ositioning S ystem，通常简称GPS），又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。
它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。
系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。
该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。
最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。
该系统由美国政府于20世纪70年代开始进行研制并于1994年全面建成。
使用者只需拥有GPS接收机即可使用该服务，无需另外付费。
GPS信号分为民用的标准定位服务（SPS，Standard Positioning Service）和军规的精确定位服务（PPS，Precise Positioning Service）两类。
由于SPS无须任何授权即可任意使用，原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击，故在民用讯号中人为地加入误差(即SA 政策，Selective Availability)以降低其精确度，使其最终定位精确度大概在100米左右；军规的精度在十米以下。
2000年以后，克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。
因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
GPS系统拥有如下多种优点：全天候，不受任何天气的影响；全球覆盖（高达98%）；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。
目录[隐藏]∙ 1 GPS系统发展历程o 1.1 前身o 1.2 计划o 1.3 计划实施∙ 2 GPS系统的组成o 2.1 空间星座部分o 2.2 地面监控部分o 2.3 用户设备部分∙ 3 定位误差来源与分析∙ 4 差分技术∙ 5 GPS的功能∙ 6 GPS的六大特点∙7 其他定位系统∙8 应用o8.1 军事o8.2 商业o8.3 地理o8.4 运输o8.5 通信∙9 参见∙10 外部链接[编辑] GPS系统发展历程自1978年以来已经有超过50颗GPS和NAVSTAR卫星进入轨道.[编辑]前身GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958年研制，1964年正式投入使用。
全球定位系统的应用及其限制
全球定位系统的应用及其限制全球定位系统（Global Positioning System，以下简称GPS）是一种由美国政府管理的卫星定位系统，旨在为全球各地提供精确的定位服务。
自1990年代初期开始，GPS系统已经成为了许多国家的民间和商业定位服务的基础。
但是，尽管GPS在许多领域中提供了极大的便利，但它也有它的局限性和限制。
下面将分别探讨GPS的应用和限制。
GPS的应用1. 交通导航：GPS能够通过一系列精确的卫星信号，为驾车者提供导航和指路，让他们更加轻松和直接地到达目的地。
该系统还可用于航空器和高速列车的航行导航，提高其运行的效率。
2. 海洋航行：GPS为船舶提供了高精度的位置定位，大大提高了海上航行的安全性和可靠性。
交通监管员现在可以通过GPS来跟踪海上船只，确保其在航运过程中的安全。
3. 军事应用：GPS最初是由美国军方开发的，旨在为军事部门提供精确的定位服务。
从打击恐怖分子到预防核攻击，GPS已成为美军军事行动的不可或缺的一环。
4. 地理测绘：GPS可以用于地理测绘，精确地测量和定位土地、建筑、水体、道路等各种物体，并用于地形图绘制和建筑规划和设计。
5. 气象和环境监测：GPS可用于测量环境中的温度、湿度、压力和其它气象和大气因素，以及荒漠化、绿化等自然环境的变化。
GPS的限制1. 信号干扰：GPS信号可以被干扰或遮挡，这可能导致定位误差或定位失败。
例如在一些高楼群集的城市中，信号穿透能力很差，这就会影响GPS的可靠性。
2. 信号延迟：当GPS信号穿过物体或遇到大气层等因素时，其传输速度会受到影响，从而引起信号的延迟。
这种延迟可能导致定位精度的降低。
3. 精度问题：虽然GPS可以实现高精度定位，但信号传输过程中的各种因素可能会导致定位精度的下降。
此外，由于人为因素和测量设备的限制，GPS有时会被用于不准确的地形图绘制和其他测量工作。
4. 定位速度过慢：GPS需要时间来建立卫星信号，并确定其位置，这意味着其定位速度可能会很慢，特别是在初次使用时。
全球定位系统的技术及应用
全球定位系统的技术及应用全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是一种利用卫星定位技术进行导航和定位的技术系统，由美国国防部研发。
该技术自1978年起问世以来，在军事领域、航空航海、交通运输、灾害救援、地理测量等领域得到广泛应用。
下面我将从技术原理、定位精度、应用领域和前景等方面进行介绍。
首先，GPS技术基于一组由美国政府发射并维护的卫星，这些卫星围绕地球轨道运行。
接收器通过接收来自至少4颗卫星的信号，利用三角测量原理计算自己的位置。
GPS系统是由空间部分、控制部分和用户部分组成的。
空间部分包括24颗工作卫星和若干备用卫星，它们被部署在不同的轨道上。
控制部分由多个地面站和控制中心组成，负责对卫星进行监控和管理。
用户部分包含GPS接收器，通过接收卫星信号，计算出位置信息。
其次，GPS定位精度较高，在理想的环境下可以达到数米的水平精度和几米的垂直精度。
然而，使用GPS进行定位时，接收器所处的环境因素会对精度产生一定的影响，如大楼、山脉、树木等会阻挡信号，导致精度降低。
此外，GPS 信号还容易受到干扰，如建筑物、气象条件等，同样会影响定位精度。
第三，GPS的应用领域非常广泛。
在交通运输领域，GPS技术被广泛应用于汽车导航、航空导航、船舶导航等方面，大大提高了交通运输的安全性和效率。
在军事领域，GPS技术被用于导航、目标定位、武器制导等方面，增强了军事作战的能力。
另外，GPS技术还被应用于精确定位和测量，可以用于地理测量、地震监测、气象预测等领域。
此外，GPS还被广泛应用于户外运动、运动追踪、智能手表等个人消费电子产品中。
最后，GPS技术具有广阔的发展前景。
目前，有许多国家和地区在研发和应用类似的卫星导航系统，如中国的北斗导航系统、欧洲的伽利略导航系统等。
这些系统的出现将进一步提高全球定位和导航的精确性和可用性。
此外，随着技术的进步和应用领域的不断拓展，GPS技术将在物联网、自动驾驶、智能交通等领域发挥更重要的作用。
全球定位系统概述
1.什么是全球定位系统（GPS）全球定位系统（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。
全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
它对地面监控部实行全面控制。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。
它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
四大全球卫星定位系统比较
北斗卫星导航系统-发展计划
➢ 第一步是试验阶段,即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务,为" 北斗"卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才,研制一些地面应用基础设施 设备等；
➢ 第二步是到20XX,计划发射10多颗卫星,建成覆盖亚太区域的"北斗"卫星导航定 位系统〔即"北斗二号"区域系统；
GLONASS定位系统-系统组成
+ GLONASS定位系统也由三个部分组成即 + 〔1 GLONASS卫星〔空间部分； + 〔2 地面监控系统〔地面监控部分；和 + 〔3 GLONASS接收机〔用户部分.
格洛纳斯-应用
➢ 航空、航海交通安全与管理； ➢ 大地测量与制图； ➢ 地面交通运输实时监控； ➢ 移动目标的异地时间同步； ➢ 生态监测、野外搜寻与救生.
四大全球卫星定位系统 介绍及比较
四大卫星导航系统
➢ 美国的GPS ➢ 中国的北斗 ➢ 俄罗斯的GLONASS ➢ 欧盟的Galileo ➢ 四大系统参数应用比较
GPS –概述
➢ GPS即全球定位系统〔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. ➢ 全球定位系统〔Global Positioning System是美国第二代卫星导航系统.是在子午 仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验.和子午仪系统一样, 全球定位系统由太空卫星部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成.
➢ 第三步是到2020年,建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网 而成的全球卫星导航系统.
全球四大卫星定位系统
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 地面车辆跟踪和城市智能 交通管理 紧急救生 个人旅游及野外探险 个人通讯终端
GPS的其他应用 GPS的其他应用
1.电力，邮电， 2.准 1.电力，邮电，通讯等网络的时间同步 电力 2.准 3.准确频率的授入 1.各种 确时间的授入 3.准确频率的授入 1.各种 等级的大地测量， 2.道路和各种线 等级的大地测量，控制测量 2.道路和各种线 3.水下地形测量 4.地壳形变测量 路放样 3.水下地形测量 4.地壳形变测量 5.GIS应用 ，大坝和大型建筑物变形监测 5.GIS应用 6.工程机械 轮胎吊，推土机等） 工程机械（ 7.精 6.工程机械（轮胎吊，推土机等）控制 7.精 细农业
欧洲“伽利略” 欧洲“伽利略”系统
伽利略定位系统（ System）， 伽利略定位系统（Galileo Positioning System）， 是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统， 欧洲版GPS GPS” 是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS” 之称，也是继美国现有的“全球定位系统” GPS） 之称，也是继美国现有的“全球定位系统”（GPS）及俄 罗斯的GLONASS系统外，第三个可供民用的定位系统。 GLONASS系统外 罗斯的GLONASS系统外，第三个可供民用的定位系统。伽 利略系统的基本服务有导航、定位、授时； 利略系统的基本服务有导航、定位、授时；特殊服务有 搜索与救援； 搜索与救援；扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系 统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、 统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地 车队运输调度、精准农业。2010年 车队运输调度、精准农业。2010年1月7日，欧盟委员会 欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。 2014年起投入运营 称，欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。
四大全球卫星定位系统比较
GLONASS包括24颗卫星（3颗备用），卫星高度19100公里，均匀分布在个 轨道面上，轨道面倾角为64.8度，运行周期约为11小时15分，卫星信号 采用了两种载波，其频率分别为 l.6 GHz 和 1.2GHz。目前的卫星状 况已具备可用性。
数量：24颗卫星组成 轨道：三个轨道平面两两相隔120度，同平面内的卫星之间相隔45度。
GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
GPS-系统组成
GPS构成
空间部分
•24颗工作卫星组成 •距地表20200km上 空
•全球任何地方、任 何时间都可观测到4 颗以上的卫星
地面控制
•监测站 •主控制站 •地面天线
用户设备
•测量出接收天线至 卫星的伪距离和距 离的变化率 •计算出用户所在经 纬度、高度、速度、 时间
系统组成：
用户段：由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端 组成
北斗系统的用户终端
北斗卫星导航系统-时间系统
时间系统： 北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与
UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时间是 2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。 BDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系统 时已经考虑，BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会被监 测和发播。
美国的GPS 中国的北斗
俄罗斯的GLONASS 欧盟的Galileo 四大系统参数应用比较
+ 2002年3月26日，欧盟首脑会议批准Galileo卫星导航定位系统的实施 计划。这标志着在2008年欧洲将拥有自己的卫星导航定位系统，并结 束美国的GPS独霸天下的局面。
+ 欧洲建设Galileo系统的目的主要有两个： – 军事安全 尽管伽利略计划是民用卫星导航服务，但该项计划完成后，将使欧 洲赢得建立欧洲共同安全防务体系的条件。 – 经济利益 欧盟一项研究预测表明，发展Galileo计划，仅在欧洲就可以创造出 140000多个就业岗位。每年创造的经济收益将会高达90亿欧元， 到2020年，Galileo系统的收益将达到740亿欧元。
GPS_百度百科
目录
GPS与相对论关系
GPS构成1.空间部分
2. 地面控制系统
3.用户设备部分
GPS术语
GPS原理
GPS定位原理
相对论为GPS提供了所需的修正
GPS前景
GPS特点
GPS功用
4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系统 5.GPS General Phonetic Symbols 捷易读注音符
编辑本段GPS原理
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
四大全球卫星导航系统简介
四大全球卫星导航系统简介目前有四大全球卫星导航系统，其中包括: 美国的全球卫星定位系统GPS、俄罗斯GLONASS卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统、欧洲“伽利略”卫星导航系统。
一、美国的全球卫星定位系统GPS1、简介：GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。
GPS是20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。
GPS系统由28颗地球同步卫星组成（4颗为备用星），均匀地分布在距离地球20000公里高空的6个轨道面上。
这些卫星与地面支撑系统组成网络，每隔1－3秒向全球用户播报一次其位置（经纬度）、速度、高度和时间信息，能使地球上任何地方的用户在任何时候都能利用GPS接收机同时收到至少4颗卫星的位置信息，应用差分定位原理计算确定自己的位置，精度约为10米。
2、特点：（1）全球、全天候工作。
（2）定位精度高。
单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
（3）功能多，应用广。
（4）高效率、操作简便、应用广泛。
二、俄罗斯GLONASS卫星导航系统1、简介：“格洛纳斯GLONASS”是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。
GLONASS的正式组网比GPS还早，这也是美国加快GPS建设的重要原因之一。
不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响，正常运行卫星数量大减，甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航服务，更不要说和GPS竞争。
到了21世纪初随着俄罗斯经济的好转，格洛纳斯也开始恢复元气。
GLONASS的工作卫星有21颗，分布在3个轨道平面上，同时有三颗备份星。
这三个轨道平面两两相隔120度，同平面内的卫星之间相隔45度。
每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。
每颗卫星需要11小时15分钟完成一个轨道周期，精度约为10米。
2、特点：（1）抗干扰能力强（2）GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策（3）GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式，根据载波频率来区分不同卫星（GPS是码分多址（CDMA），根据调制码来区分卫星）三、中国的北斗卫星导航系统1、简介：北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。
全球定位系统
（1）试验卫星
试验卫星也称原型卫星。卫星重774千克（包括310千克的燃料），设计寿命为5年。为满足方案论证和整个 系统试验、改进的需要，美国1978-1985年间从加利福尼亚州的范登堡空军基地用 Atlas火箭先后发射了11颗试 验卫星。其中第7颗卫星发射失败，未进入预定轨道。1995年底，最后一颗试验卫星停止工作 。
2．载波相位测量及载波相位定位
载波相位测量是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟。GPS卫星载波上调制了测距码和导航电 文，接收机接收到卫星信号后，先将载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获得载波，称为重建载波。GPS接收 机将卫星重建载波与接收机内由振荡器产生的本振信号通过相位计比相，即可得到相位差 。
GPS全球定位系统采用多星高轨测距体制，以距离作为基本观测量，通过对4颗卫星同时进行伪距测量，即可 推算出接收机的位置。由于测距可在极短的时间内完成，即定位是在极短的时间内完成的，故可用于动态用户 。
现代测距实质上是使用无线电信号测量其传播时间来推算距离。可以测量往返传播延迟，也可以测量单程传 播延迟。往返传播测距即主动测距，要求卫星与用户均具备收发能力。对用户来说，这不仅大大增加了仪器的复 杂程度，而且从隐蔽性来看也是十分不利的，因为发射信号易造成暴露。单程测距（即被动测距）则在很大程度 上避免了上述的缺点。但单程测距要求卫星与用户接收机的时钟同步。如果两个时钟不同步，那么在所测量的传 播延时时间中，除了因卫星至用户接收机之间距离所引起的传播延迟之外，还包含了两个时钟的钟差。要达到卫 星与用户时钟同步，在实际工作中很难做到，但可通过适当方法解决 。
随着GPS系统的不断完善和软件的不断更新，20km以内相对静态定位仅需15-20min，快速静态相对定位测量 时，当每个流动站与基准站相距在15km以内时，流动站观测时间只需1-2min，然后可随时定位，每站观测只需几 秒。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全球定位系统全球定位系统（GPS：Global Positioning System）是利用卫星星座（通信卫星）、地面控制部分和信号接收机对对象进行动态定位的系统。
GPS能对静态、动态对象进行动态空间信息的获取，快速、精度均匀、不受天气和时间的限制反馈空间信息。
全球定位系统（GlobalPositioningSystem-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。
全球定位系统(GlobalPositioningSystem，缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
1.全球定位系统的基本原理GPS系统包括三大部分：空间部分?GPS卫星星座；地面控制部分?地面监控系统；用户设备部分?GPS信号接收机。
（1）空间部分GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km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°。
此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。
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,并能保持良好定位解算精度的几何图象。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。
C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。
（2）地面控制部分地面控制部分由一个主控站，5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。
监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。
监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。
主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。
地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。
（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,即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。
2．全球定位系统的主要特点及基本功能GPS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GPS的基本功能包括：定位功能、遇劫报警功能、跟踪功能、遥控熄火功能、超速报警功能、授权监听功能、电子围栏功能、行使轨迹记录功能、手机查询车辆位置功能和断油功能等。
3． GPS 的发展1957 年由苏联发射的史波尼克(Sputnik) 人造卫星，它是人类历史上的第一颗人造卫星，至第二次大战时，美国麻省理工学院无线电实验室成功的开发了精密导航系统，以利用陆地上的无线电基地台为架构，计算无线电波长及电波到达的时间并以三角定位法计算出自己所在的位置，以当时的技术来说，虽然误差到达一公里以上，但在当时的运用却是相当广泛。
当苏联成功的发射第一颗人造卫星时，美国约翰霍普金斯大学(John Hopkims Univer--sity) 展示了可以由人造卫星的无线电讯号的杜卜勒移动现象来定出个别的卫星运行轨道参数，虽然这只是逻辑上的一点小进展，但假如我们能够得到卫星运行轨道参数，那么我们就能计算出在地球上的位置。
1960 ~ 1970 年之间，美国和苏联开始研究利用军事卫星来做导航用途，到了1974 年，军方对GPS 做了整合，即是我们现在所熟知的Navstar 系统。
1980 年代后期开始，所有Navstar 系统的商业运用均归美国海岸防卫队负责，现在GPS 已和地面基地台为架构的LORAN 和OMEGA 无线电导航系统结合，成为美国国家导航信息服务的一环。
GPS 实施计划共分三个阶段：第一阶段为方案论证和初步设计阶段。
从1973 年到1979 年，共发射了4 颗试验卫星。
研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。
从1979 年到1984 年，又陆续发射了7 颗试验卫星，研制了各种用途接收机。
实验表明，GPS 定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。
1989 年2 月4 日第一颗GPS 工作卫星发射成功，表明GPS 系统进入工程建设阶段。
1993 年底实用的GPS 网即（21+3 ）GPS 星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。
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。
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。
4 .全球定位系统的应用范围(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。
5．GPS的典型应用（1）GPS在道路工程中的应用GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。
随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，以知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。
目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。
实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。
GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。
由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。
GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。
（2）GPS在汽车导航和交通管理中的应用三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。
汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。
汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。
GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。
车辆跟踪利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并可任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。
利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。
提供出行路线规划和导航提供出行路线规划是汽车导航系统的一项重要的辅助功能，它包括自动线路规划和人工线路设计。
自动线路规划是由驾驶者确定起点和目的地，由计算机软件按要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线的计算。
人工线路设计是由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立路线库。
线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计路线，并同时显示汽车运行路径和运行方法。
信息查询为用户提供主要物标、如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上显示其位置。
同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。
话务指挥指挥中心可以监测区域内车辆运行状况，对被监控车辆进行合理调度。
指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。
紧急援助通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。
监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。
（3）GPS的其它应用GPS除了用于导航、定位、测量外，由于GPS系统的空间卫星上载有的精确时钟可以发布时间和频率信息，因此，以空间卫星上的精确时钟为基础，在地面监测站的监控下，传送精确时间和频率是GPS的另一重要应用，应用该功能可进行精确时间或频率的控制，可为许多工程实验服务。
此外，还可利用GPS获得气象数据，为某些实验和工程应用。
全球卫星定位系统GPS是今年以来开发的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性、全能性、全天侯性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。
在发达国家，GPS技术已经开始应用于交通运输和交通工程。
目前，GPS技术在中国道路工程和交通管理中的应用还刚刚起步，随着中国经济的发展，高等级公路的快速修建和GPS 技术的应用研究的逐步深入，其在道路工程中的应用也会更加广泛和深入，并发挥更大的作用。