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gps
即全球定位系统（
Global Positioning System）。简单地说，这是一个由覆盖全球的
24颗卫星组成的
卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到
4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。
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。
GPS的空间部分
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。
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。
在精度方面，
GPS采用的卫星定位系统，误差不会累积，精度可高达厘米级；在速度方面，
GPS的工作效率可以达到传统测量方式的几百倍。可见
GPS具有精度高，速度快等优点，在测量技术上跨上了一个新的台阶。
审稿：郭兰洲 |
