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世纪之交的全球定位系统及其应用 陈俊勇 摘　要　综合介绍了全球定位系统(GPS)，包括它的卫星系统和接收机，近期和今后的发展情况。评述了GPS在各方面的重要应用，包括地基GPS的动态和静态应用。重点介绍了当前GPS应用的前沿，即空基和星基GPS的应用。最后推荐了国际地球动力学GPS服务(IGS)的内容和产品，并对我国GPS综合服务系统提出了建议。 关键词　全球定位系统(GPS) 分类号　P228 Toward the twenty-first century Global Positioning System and its application Chen Junyong (National Bureau of Surveying and Mapping, Beijing,100830) Abstract　The future development and improvement of Global Positioning System (GPS), including its satellite system and receiver are introduced. The application in different fields, including the application of kinematic and static positioning of the earth based GPS is reviewed. The most advanced application of the air-based and satellite-based GPS are specially introduced here. The contents and products of International GPS Service for Geodynamics (IGS) are recommended. Besides the establishment for Chinese GPS comprehensive service system is proposed. Keywords　Global Positioning System (GPS) 　　1　全球定位系统 　　美国早已宣布将在2006年左右GPS卫星系统终止执行SA政策，并向用户继续免费提供标准定位服务(SPS)。这意味着届时用户GPS实时单点定位的精度将从在?00 m提高到30 m左右。最近美国军方透露，SA止时间有可能提前，这意味着在下一世纪初GPS定位工作的效率将有较大幅度的提高。 　　目前在天空中运动的GPS卫星大部分都是II型卫星中的第一代，即II和IIA型卫星。从1997年开始，发射了II型的第二代卫星中的第一颗IIR型卫星。今后IIR型卫星将逐渐取代现有的II和IIA型卫星。相对于II和IIA型卫星而言，IIR型卫星备有频率稳定性能要高一个量级的新的铷原子钟；用户所收到的L1、L2信号的功率比以前的要大；它能够发送和接收其他GPS卫星的导航数据，以形成GPS卫星间互相定位的能力，这将减少GPS卫星数据传输的时延。 　　目前美国正在开发II型GPS卫星的第三代，即IIF型卫星。第一颗IIF卫星将于2002年发射。IIF卫星在性能方面最主要的改善是增加了卫星的有效负载，特别是增大了太阳能电池板，因而能够支持卫星体系引进更多的功能和完成更多的任务，例如加载第二民用C/A码信号和增设第三民用频率等。估计到2007年，将有二分之一到三分之二的GPS卫星带有L2频率上加载C/A码的伪距信号。这样普通民用GPS接收机在伪距定位时，不仅能够较好地削弱电离层影响，其伪距的等效距离精度也将得到很大提高。这一措施不仅能较大地改善实时定位和导航精度，而且对今后提高单频RTK定位、单频GPS快速静态定位的精度和缩短初始化时间等方面都会有重要的作用［6］。GPS所采用的参考框架和计算常数在1994年有一次大的改进［1］，形成了WGS84(G730)。1996年又作了一些改进［2］，形成了WGS84(G873)。目前它的参考框架和ITRF94的一致性在±5 cm，与IGS的精密星历各分量的差别在±3 cm左右。WGS84目前所采用的计算常数为 　　旋转椭球长半轴(A)＝6 378 137.0 m 　　旋转椭球扁率倒数(1/f)＝298.257 223 563 　　引力常数(含大气)(GM)＝3 986 004.418×108m8 s-2 　　自转平均角速度(ω)＝7292115.0×10-11rad s-1 　　2　GPS接收机的改进 　　在GPS接收机方面的改进主要是提出应用模块(GRAM)的新概念。GRAM不是一种硬件模块，而是满足确定任务和用途的GPS接