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GPS簡介 指導老師：郭艷光老師 物理教學碩士班 魏淑娟 全球衛星定位系統（Global Position System簡稱GPS）是結合衛星和無線技術， 應用於導航定位的導航系統能提供使用者精確的定位、 速度及時間。GPS發展計畫是由美國國防部主持，由運輸部參與，並將此項技術轉移至民間使用，應用在導航定位、精密測量、姿態及標準時間等相關作業上。GPS的應用以廣泛存在於目前生活應用，尤其與通訊業結合深具實際應用的發展潛力， 隨著衛星科技的進步，GPS技術及商機正迅速蓬勃地發展。 最早促成衛星導航技術發展的單位是美國與蘇聯,40年前美蘇開始發射人造衛星,並運用其對經緯度座標定位與導航功能,做為敵前偵測與軍事通訊等用途。在衛星導航技術發展同時,美國國防部開始發展一項規劃24顆導航衛星(NAVSTAR)的「全球衛星定位系統」計劃。　 24顆衛星平均分佈在6個軌道面,每一個軌道面上各有4顆衛星繞行地球運轉，讓地面使用者不論在任何地點、任何時間,至少有4顆以上的GPS衛星出現在我們上空中供使用者使用。每顆衛星都對地表發射涵蓋本身載軌道面的座標、運行時間的無線電訊號,地面的接收單位可依據這些資料做為定位、導航、地標等精密測量。　 基本上, 我們只需瞭解下面的資訊, 就可以粗略的瞭解整個全貌了. 第一個 GPS 衛星是於 1978 年二月投射的 每一個衛星重約 2,000 磅,? 含太陽能電池約為 17 英尺. 傳送的功率只有 50 watts, 或更低! 每一個衛星傳送兩種訊號, L1 及 L2. 一般共用的 GPS 使用 L1 頻率於1575.42 MHz. 每一個衛星的壽命預期約為 10 年. 並且有計劃的不斷替補新品. 目前 GPS 的計畫中備有的衛星可以使用到公元 2006 年. 這些衛星的軌道在南緯的北方 60 度角及南方 60 角之間. 這也意味著您可以在地球上任何的角落上, 任何的時間接收到 GPS 的訊號. GPS的原理 GPS定位系統是利用衛星基本三角定位原理,GPS接受裝置以量測無線電信號的傳輸時間來量測距離。由每顆衛星的所在位置,測量每顆衛星至接受器間距離,即可算出接受器所在位置之三維空間座標值。? 衛星可以不斷的傳送軌道運行資料和由所載原子鐘產生的精確時間資料，GPS 接收器上有一個專門接收無線電訊號的接收器，同時也有自己的時鐘，當接收器收到一個衛星傳來的訊號時，它可以經由內部微處理機換算成所在的位置資料，也就是說可以知道這個衛星離我們多遠以及它的方向在那裡，但是這個位置有可能地球表面一個大圓弧上的某一點。當有兩個衛星訊號時，接收器算出來的位置只是兩個球狀訊號交會形成的一個圓形範圍，而這個圓形範圍到達地球表面時會有兩個交會點，因此仍只能到粗劣的位置。第三個衛星訊號會在三個球狀訊號中產生兩個交會點，其中一個交點會到達地球表面，另外一點則在太空中衛星的另一側，當然?GPS會假定你不可能在太空那一點上。使用者只要利用接受裝置接收到3個衛星信號,就可以定出使用者所在之位置。一般的GPS都是利用接受裝置接收到4個以上衛星信號,來定出使用者所在之位置及高度。而當 GPS 連續收到5到6顆衛星訊號以上時，就可以得到更精確的定位資料，每一個衛星都會產生一個不同的球狀訊號，接收器會自動算出所有球狀訊號共同的交會點在那裡，由於每個衛星發射出來的訊號都不大一樣，有時候還會失去訊號，因此以其平均值來提高精確度。收到三個以上的衛星訊號就可以知道我們身處何處，我們可以從衛星送出來的時間訊號測得衛星是否仍在持續發送訊號，所以 G PS 衛星接收器至少必須要能計算出位於三度空間上的垂直位置。 GPS的原理,基本上GPS的衛星訊號會不斷傳送軌道運行資料,其所載之原子鍾也會不停產生精確的時間資料。而每個GPS接收器上也有自己的時鍾與無線電接收器,所以必威体育精装版的資料是不斷的接收。同時由於每個衛星都會產生一個不同的球狀訊號,因此常連續接收到三個衛星訊號時,便會產生一個交點,此即為GPS之定位功能。　 ?GPS基本構成　 全球衛星定位系統包含空中衛星、地面控制系統、使用者接收器三部份。目前已完成24顆衛星的發射運轉，此24顆衛星多屬BLOCK II型，平均分佈於六個軌道面上，軌道的傾角約為55° ，衛星高度約為20,183公里，衛星週期為11時58分；亦即每顆衛星每天依相同路境繞行地球2周，這種設計確實提供使用者在地面上任何時間、地點 至少可看見4顆以上衛星。GPS衛星以兩種L-Band載波 L1(1575.42MHz)與L2(1227.60 MHz)調制PRN電碼，傳送其導航訊息。電碼中又分兩種，一為P電碼(Precise Code,10.23MHz)，另一為C/A電