全球定位系统(GS)知识入门手册.doc

全球定位系统知识入门手册 全球定位系统（GPS）是美国以空间为基地的无线电导航系统，在全世界范围内为民间用户提供不间断的定位、导航和定时服务，而且对所有人免费。任何人只要有一个接收机，这个系统就可以为他提供位置和时间。GPS可在任何气候条件下，在白天或夜间，在世界任何一个地方为无限数量的人提供准确的位置和时间信息。 GPS由三部分组成：围绕地球的卫星；地面上的监控站；以及用户拥有的接收机。GPS卫星从空间发射可由接收机收到和识别的信号。每个接收机可以给出三维位置（经度，纬度和海拔）外加时间。人们可以从商店里随时买到GPS手持机。配备有这种GPS接收机，用户就可以精确地知道他们的位置并且很容易找到他们要去的地方，不论是步行、驾车、飞行或开船。GPS已经成为全世界交通系统的支柱，为航空、地面交通及航海提供导航。救灾和紧急救援的救生任务也依赖GPS的定位和定时能力。日常的活动比如银行业务、行动电话甚至电力网控制都受益于GPS提供的精确时间。农民、测绘人员、地质学家和不计其数的其他人利用免费和开放的GPS信号来更有效地、安全地、经济地和准确地完成他们的工作。 什么是全球定位系统？ 全球定位系统（GPS）是美国拥有的一套设施，它为使用者提供定位、导航和定时（PNT）服务。这套系统由三个部分组成：空间部分，控制部分和用户部分。美国空军承担空间和控制部分的开发、维护和运行。 空间部分包括一个由24个运转卫星组成的象征性星群，它可发射单向信号提供当前的GPS卫星的位置和时间。 控制部分包括世界范围的监控站，通过不时发出的指令使卫星维持在适当的轨道上运行，同时校正卫星的时钟。它还跟踪GPS卫星，上载更新的导航数据，并且保持卫星群的健康运行和排列状态。 用户部分由GPS接收机组成，它们从GPS卫星收到信号并利用传来的信息计算用户的三维位置及时间。 GPS服务面向的对象和性质 GPS卫星为民间和军方的用户提供服务。民用服务对全世界所有用户都一样是免费的、不间断的。军用服务只对美军和盟军以及得到批准的一些政府部门开放。 有许多不同的GPS增强系统和技术可以用来提高GPS系统的能力以满足特殊用户的需要。这些增强系统可以增加信号的可用性、精确性和完整性，使其性能比基本的GPS民用服务还要好。 GPS在过去多年来的卓越表现赢得了全世界成千上万民间用户的信任。它的可靠性在过去已经有目共睹，在未来的长时间内也将使全世界的用户受益。 定位、导航及定时政策 美国有关GPS的法律和政策强调服务的连续性，民用信号的公开共享，以及技术上的领先。1996年，美国发表了有关管理和使用基于空间的定位、导航和定时服务的国家政策声明，其中包括GPS及其增强系统。声明特别提到了GPS的两用性（军用－民用），并且建立了一个军民联合的国家管理结构来监督它的运作。 由于国际环境不断变化以及GPS应用的种类和复杂性的飞速发展，美国于2004年将政策扩充。这个政策重申美国的承诺，通过GPS提供可靠的、基于空间的民用定位、导航和定时服务，这些服务将不间断地在全世界范围内向所有人免费开放。这个政策还要求提高GPS的性能和加强与其他国家的合作。 GPS的增强系统 有许多对GPS的增强可以使GPS满足用户在定位、导航和定时（PNT）方面的特殊要求。增强是一个提高定位、导航和定时的精确性、完整性、可靠性和可用性的系统，这个增强部分是GPS本身原来并不具有的。它包括、但不仅限于如下的各项: 全国范围差分GPS系统（NDGPS）: NDGPS是由联邦铁路管理局、美国海岸警卫队和联邦公路管理局经营和维护的地面增强系统，它为地面和水面的用户提供更精确和完全的GPS。现代化的工作包括正在开发的高精度NDGPS系统（HA－NDGPS），用来加强性能使整个覆盖范围内的精确度达到10至15厘米。NDGPS是按照国际标准建造，世界上五十多个国家已经采用了类似的标准。 广域增强系统（WAAS）: WAAS是由美国联邦航空管理局（FAA）经营的一个以卫星为基地的增强系统，它为飞行器航行的各阶段提供导航。今天，这种功能已经被广泛地运用到其他领域，因为这种类似GPS的信号可以由简单的接收机处理，并不需要额外的设备。使用国际民航组织（ICAO）的标准，FAA继续与其他国家合作来为任何区域的所有用户提供完善的服务。其他ICAO标准的空间增强系统包括：欧洲的欧洲对地静止卫星导航重迭系统（EGNOS），印度的GPS和地球导航增强系统（GAGAN），以及日本的多功能传送卫星（MTSAT）卫星增强系统（MSAS）。所有这些国际的应用都是以GPS为基础的。FAA将改善WAAS以利用未来的GPS生命安全信号和提供更好的服务，并且还要在全球推广实行这些新的功能。 持续运行参照站（CORS）: 美国CORS网络是由国家海洋大气管理局管理，