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GPS原理讲座GPS Theory Cathedra 南方测绘仪器公司  GPS——全球定位系统 　　 你知道你所处的位置吗？　　你也许会不屑地看一眼附近的路牌，然后读出上面的地址．　　可是，如果你所在的地方是旷野、是大海、是荒漠、是森林呢？或者，你仅仅是在一处比较偏僻的乡村迷了路，你会奢望附近有路牌吗……　 GPS不同凡响的作用 　　有人将GPS的作用比喻为：“仅受到人们想像力的限制．”这话不无夸大的成分，但也真实地表明，GPS在我们今天的生活中所占的比重将会越来越大． 　　热爱旅游的人们已经将更多的目兴投向人迹罕至的地区——高山、峡谷、沙漠、戈壁等而在这些地区极易迷失方向，造成危险．如果旅游者配上GPS接收机，根据地图标示的经纬度就可以保障安全． 　　 GPS一场革命 　　　GPS，是英文Global Positioning System的缩写词，其意为“全球定位系统”．该系统是以人造卫星为基础来确定地球上某一点精确位置的定位系统．便携式的GPS接收机，一般有电视遥控器大小，上面有按键和液晶显示，可以接收GPS卫星所发送的信号．人们走到某个地方，按上几下按键，液晶就会标示出所在地的经纬度．如果拿它配合精度很高的地图使用，就可以到达任何预定的地点。 美国政府曾向全世界宣称：任何国家都可以免费使用美国的GPS来进行定位工作． 　　难怪有专家说：“GPS的出现，从根本上改变了人类以往利用星座、地图路标进行定位的历史，大大提高了我们定位的便捷和准确，无疑是一场革命．” 主要内容： 1 GPS的基本概念 2 GPS的定位原理 3 GPS定位误差 4 GPS的主要应用 5 GPS现代化发展 6 其它卫星导航系统 1. GPS的基本概念 GPS的定义 GPS的组成 1.1 GPS的定义 GPS的全称是“授时与测距导航系统/全球定位系统”（Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning System — NAVSTAR / GPS），简称“全球定位系统”（GPS）。 GPS的定义 GPS是一种以空间卫星为基础的无线电导航系统，它是借助于均匀分布在距离地面20200公里高空的21颗（外加3颗备用）人造卫星，为全球地表面及近地空间用户提供全天候、连续实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。 1.2 GPS的组成 三大组成部分： 1）空间星座 2）地面监控 3）用户设备 1.2.1 GPS的空间星座 GPS的空间星座由24颗卫星组成： 分六个轨道平面 每个轨道4颗星 轨道倾角55度 卫星高20200km 运行周期11h58m 同一点可见4颗星 GPS卫星的特点 GPS卫星主体呈圆 柱形，直径1.5米 重量约774kg（其 中有310kg燃料） 有4台高精度原子钟 两侧2块双叶太阳能 板，自动旋转定向 GPS卫星的功能 接收并存储监控站发送的导航信息 接收并执行监控站发送的指令 卫星的微处理机进行部分数据处理 通过原子钟提供精密的时间标准 向用户发送定位信息 按照地面指令调整卫星姿态 按照地面指令起用备用卫星 1.2.2 GPS的地面监控 地面监控部分包括一个主控站、三个注入站和五个监测站： GPS的地面主控站 地面主控站除了协调和管理地面监控系统的工作外，其主要任务是： （1）推算编制各卫星的星历、卫星钟差 和大气层的修正参数等。 （2）提供全球定位系统的时间基准。 （3）调整偏离轨道的卫星。 （4）启用备用卫星以代替失效星。 （5）将各种参数传送到注入站。 GPS地面注入站 注入站由下列主要设备组成：包括一台直径为3.6m的天线、一台C波段发射机和一台计算机。 注入站的主要任务是在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等，注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。 GPS地面监测站 监测站是在主控站直接控制下的数据自动采集中心，设备及功能如下： 双频GPS接收机：对GPS卫星进行连续 观测，采集数据和监测卫星工作状况。 高精度原子钟：提供时间标准 环境数据传感器：收集当地的气象数据。 计算机：初步处理所有观测资料，并存 储和传送到主控站，以确定卫星的轨道。 1.2.3 GPS的用户设备 用户设备的主要任务是接收GPS卫星发射的无线电信号，通过解调获得必要的定位信息及观测量，并经数据处理而完成定位工作。 根据GPS用户的不同要求，所需接收设备各异，但其基本组成大同小异，主要由GPS接收机硬件和数据处