航測設備如何接收星歷

1. 歷書（Almanac）和星歷（Ephemeris）有什麼區別

歷書是衛星導航定位系統的精確計算參數，星歷時粗略計算參數。

首先要有粗略計算參數找到衛星，定位大概位置。

有了大概位置，衛星被找到了就可以精確定位了，歷書就是精確定位數據計算，通過精確計算，選定仰角不大的SVID編號衛星，就可以唄確定為「使用」衛星用於定位導航了。

2. 地理上的經度和緯度是如何確定的例如我的船在大海上拋錨了,我想求救,但需告知對方我自己的具體方位,

GPS概述
即全球定位系統（Global Positioning System）。簡單地說，這是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。這個系統可以保證在任意時刻，地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星，以保證衛星可以採集到該觀測點的經緯度和高度，以便實現導航、定位、授時等功能。這項技術可以用來引導飛機、船舶、車輛以及個人，安全、准確地沿著選定的路線，准時到達目的地。
全球定位系統(GPS)是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和全球性的導航服務，並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。
GPS全球衛星定位系統由三部分組成：空間部分———GPS星座；地面控制部分———地面監控系統；用戶設備部分———GPS 信號接收機。

◆GPS的前身
GPS系統的前身為美軍研製的一種子午儀衛星定位系統(Transit），1958年研製，64年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作，每天最多繞過地球13次，並且無法給出高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。然而，子午儀系統使得研發部門對衛星定位取得了初步的經驗，並驗證了由衛星系統進行定位的可行性，為GPS系統的研製埋下了鋪墊。由於衛星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。
為此，美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球定位網計劃，並於67年、69年和74年各發射了一顆試驗衛星，在這些衛星上初步試驗了原子鍾計時系統，這是GPS系統精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃，這些衛星中除1顆採用同步軌道外其餘的都使用周期為24h的傾斜軌道 該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衛星測距信號，其強大的功能，當信號密度低於環境雜訊的1％時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS系統得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用於為艦船提供低動態的2維定位，空軍的計劃能供提供高動態服務，然而系統過於復雜。由於同時研製兩個系統會造成巨大的費用而且這里兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的，所以1973年美國國防部將2者合二為一，並由國防部牽頭的衛星導航定位聯合計劃局（JPO)領導，還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多，包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。

GPS構成
1。空間部分
GPS的空間部分是由24 顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS 衛星產生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,並設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼人為採取措施而刻意降低精度後,主要開放給民間使用。
2。地面控制部分
地面控制部分由一個主控站,5 個全球監測站和3 個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鍾和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監測站將取得的衛星觀測數據,包括電離層和氣象數據,經過初步處理後,傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據,計算出衛星的軌道和時鍾參數,然後將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛星運行至上空時,把這些導航數據及主控站指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS 衛星每天一次,並在衛星離開注入站作用范圍之前進行最後的注入。如果某地面站發生故障,那麼在衛星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。
3。用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後，即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後，機內電池為RAM存儲器供電，以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便於野外觀測使用。

GPS原理
GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過紀錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到(由於大氣層電離層的干擾，這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當GPS衛星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復周期一毫秒，碼間距1微秒，相當於300m；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來，以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重復一次，每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛星時間並將其與自己的時鍾做對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。
可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由於用戶接受機使用的時鍾與衛星星載時鍾不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛星的信號。

GPS前景
由於GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。
隨著冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展，美國政府宣布2000年至2006年期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到20米，這將進一步推動GPS技術的應用，提高生產力、作業效率、科學水平以及人們的生活質量，刺激GPS市場的增長。據有關專家預測，在美國，單單是汽車GPS導航系統，2000年後的市場將達到30億美元，而在我國，汽車導航的市場也將達到50億元人民幣。可見，GPS技術市場的應用前景非常可觀。

GPS特點
全球定位系統的主要特點：(1)全天候；(2) 全球覆蓋；(3)三維定速定時高精度；(4)快速省時高效率：(5)應用廣泛多功能。

GPS功用
全球定位系統的主要用途：(1)陸地應用，主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監測、地殼運動監測、 市政規劃控制等；(2)海洋應用，包括遠洋船最佳航程航線測定、船隻實時調度與導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質測量以及海洋平台定位、海平面升降監測等；(3)航空航天應用，包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。

GPS應用
主要是為船舶，汽車，飛機等運動物體進行定位導航。例如：
1.船舶遠洋導航和進港引水
2.飛機航路引導和進場降落
3.汽車自主導航
4.地面車輛跟蹤和城市智能交通管理
5.緊急救生
6.個人旅遊及野外探險
7.個人通訊終端（與手機，PDA，電子地圖等集成一體）

1.電力，郵電，通訊等網路的時間同步
2.准確時間的授入
3.准確頻率的授入

1.各種等級的大地測量，控制測量
2.道路和各種線路放樣
3.水下地形測量
4.地殼形變測量，大壩和大型建築物變形監測
5.GIS應用
6.工程機械（輪胎吊，推土機等）控制
7.精細農業

◆GPS在道路工程中的應用
GPS在道路工程中的應用，目前主要是用於建立各種道路工程式控制制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由於線路長，已知點少，因此，用常規測量手段不僅布網困難，而且難以滿足高精度的要求。目前，國內已逐步採用GPS技術建立線路首級高精度控制網，然後用常規方法布設導線加密。實踐證明，在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右，達到了常規方法難以實現的精度，同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用於特大橋梁的控制測量中。由於無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益。

◆GPS在汽車導航和交通管理中的應用
三維導航是GPS的首要功能，飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理機、車速感測器、陀螺感測器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網路、計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能。

（1）車輛跟蹤

利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，並可任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上；還可實現多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。

（2）提供出行路線規劃和導航

提供出行路線規劃是汽車導航系統的一項重要的輔助功能，它包括自動線路規劃和人工線路設計。自動線路規劃是由駕駛者確定起點和目的地，由計算機軟體按要求自動設計最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線的計算。人工線路設計是由駕駛員根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等，自動建立路線庫。線路規劃完畢後，顯示器能夠在電子地圖上顯示設計路線，並同時顯示汽車運行路徑和運行方法。

（3）信息查詢

為用戶提供主要物標、如旅遊景點、賓館、醫院等資料庫，用戶能夠在電子地圖上顯示其位置。同時，監測中心可以利用監測控制台對區域內的任意目標所在位置進行查詢，車輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。

（4）話務指揮

指揮中心可以監測區域內車輛運行狀況，對被監控車輛進行合理調度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話，實行管理。

（5）緊急援助

通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控台的電子地圖顯示求助信息和報警目標，規劃最優援助方案，並以報警聲光提醒值班人員進行應急處理。

◆GPS的其它應用
GPS除了用於導航、定位、測量外，由於GPS系統的空間衛星上載有的精確時鍾可以發布時間和頻率信息，因此，以空間衛星上的精確時鍾為基礎，在地面監測站的監控下，傳送精確時間和頻率是GPS的另一重要應用，應用該功能可進行精確時間或頻率的控制，可為許多工程實驗服務。此外，還可利用GPS獲得氣象數據，為某些實驗和工程應用。

全球衛星定位系統GPS是今年以來開發的最具有開創意義的高新技術之一，其全球性、全能性、全天侯性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用。在發達國家，GPS技術已經開始應用於交通運輸和交通工程。目前，GPS技術在中國道路工程和交通管理中的應用還剛剛起步，隨著中國經濟的發展，高等級公路的快速修建和GPS技術的應用研究的逐步深入，其在道路工程中的應用也會更加廣泛和深入，並發揮更大的作用。

數據介面格式：這得細談談。GPS可以輸出實時定位數據讓其他的設備使用，這就牽扯到了數據交換協議。幾乎現在所有的GPS接收機都遵循美國國家海洋電子協會(National Marine Electronics Association)所指定的標准規格，這一標准制訂所有航海電子儀器間的通訊標准，其中包含傳輸資料的格式以及傳輸資料的通訊協議。NMEA協議有0180、0182和0183三種，0183可以認為是前兩種的超集，現在正廣泛的使用，0183有幾個版本，V1.5 V2.1。所以，如果大家的GPS接收機如果要聯上筆記本里通用的GPS導航程序，比如OZIEXPLORER和俺的GPSRECEIVER，就應該選擇NEMA V2.0以上的協議。NMEA規定的通訊速度是4800 b/S。現在有些接收機也可以提供更高的速度，但說實話，沒有什麼用，4800就足夠了。

GPS種類

GPS衛星接收機種類很多，根據型號分為測地型、全站型、定時型、手持型、集成型；根據用途分為車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式。

經過20餘年的實踐證明，GPS系統是一個高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和定時的多功能系統。 GPS技術已經發展成為多領域、多模式、多用途、多機型的國際性高新技術產業。

◆車載GPS
當通過硬體和軟體做成GPS定位終端用於車輛定位的時候，稱為車載GPS,但光有定位還不行，還要把這個定位信息傳到報警中心或者車載GPS持有人那裡，我們稱為第三方。所以GPS定位系統中還包含了GSM網路通訊（手機通訊），通過GSM網路用簡訊的方式把衛星定位信息發送到第三方。通過微機解讀簡訊電文，在電子地圖上顯示車輛位置。這樣就實現了車載GPS定位。 與此同時，在車上安裝相應的探測感測器，利用車載GPS定位的GSM網路通訊功能，同樣能把防盜報警信息發送到第三方，或者把這個報警電話、簡訊直接發送到車主手機上，完成車載GPS防盜報警。這里可以看出，車載GPS定位的GSM網路部分實際上是一個智能手機，可以和第三方互相通訊，還可以把車輛被搶，司機被劫、被綁架等信息發送到第三方。 所以說車載GPS定位是定位、防盜、防劫的。

汽車GPS導航
1）系統特色
MP3播放功能：
利用mp3播放器可以進行音樂播放，讓用戶在單調枯燥的旅途中得到調節和放鬆。可先通過網路將喜歡的音樂下載到計算機中，然後通過讀卡器傳到本機的MMC/SD卡中名稱為「Mp3」目錄下即可。
觸摸屏手寫輸入：
提供漢字英文字母及數字的手寫輸入，使得查詢更加便利。
在屏幕中央用筆針寫字，即可在輸入框內顯示用戶寫的字，在選擇框內列出系統給出的輸入選項，選擇要輸入的字即可。
2）系統配置
操作系統： Microsoft Windows CE .Net 4.2
電子地圖： 語音導航系統，大陸范圍內導航
微處理器： Intel PXA255 – 300MHz
內建內存： 32MB Flash ROM + 32MB SDRAM
顯示屏幕： 3.5" 半穿透式TFT顯示面板，LED背光模組，解析度240x320 16位，65K色彩顯示, 支持QVGA模式
衛星導航： 內置高靈敏度GPS衛星定位模組
天線： 內置25 x25 mm衛星接收天線
按扭/開關： 電源開/關；音量控制滾輪；5個快捷操作鍵(設置，返回，目的地，放大，縮小)；4個方向鍵+1個執行鍵(上、下、左、右、執行)；硬體復位開關；系統復位開關
音效輸出：支持MP3播放功能
輸入輸出：觸控板(觸碰式控制面板)；輸入模式(手寫筆 / 手寫辨識輸入)；內部擴充槽(SD/ MMC )；喇叭(一組內建喇叭)；耳機(外接式3.5mm MINI Jack)；數據傳輸線(USB1.1同步傳輸)
可充電式鋰電池：1100mAH可充電鋰電池 ；啟動GPS功能屏幕無背光可持續工作5小時；啟動GPS功能屏幕中等亮度顯示可持續操作3小時；待機時間長達19天
電源適配器： 輸入100-240VAC 輸出 5VDC,1A
工作溫度： 0～55℃
附件： 256M MMC卡，車載天線，車載支架，車載吸盤，車載充電器

◆類似車載GPS
類似車載GPS終端的還有定位手機、個人定位器等。GPS衛星定位由於要通過第三方定位服務，所以要交納不等的月/年服務費。
目前所有的GPS定位終端，都沒有導航功能。因為再需要增加硬體和軟體，成本提高。
我們在電視里看到的車載GPS廣告，和上述的車載GPS完全是兩回事。它是一種GPS導航產品，當需要導航時，首先定位，也就是導航的起點，這與真正的GPS定位是不同的，它不能把定位信息傳送到第三方和持有人那裡，因為導航儀中缺少手機功能。比如你把導航儀放在車里，你朋友把車借開走了，導航儀不能發信息給你，那你就無法查找車輛位置。所以導航儀是不能定位的。
你說我買的是導航手機該行了吧，你想想，你把導航手機放在車上，現在車被盜了，那個手機會自己給你或第三方打電話發簡訊嗎？它是需要人來操作的。所以說目前的導航終端都沒有定位功能。
導航終端可以導航路線，讓你在陌生的地方不迷路，劃出路線讓你到達目的地，告訴你自己當前位置，和周邊的設施等等。
中國目前在GPS應該上取得了很大的市場.其中有很多公司是導航的.但是也有在GPS行業做定位管理的。

各種GPS/GIS/GSM/GPRS車輛監控系統軟體、GSM和GPRS移動智能車載終端、系統的二次開發車輛監控系統整體搭建方案.系統廣泛應用於公安，醫療，消防，交通，物流等領域。該方案基於NXP的PNX1090 Nexperia移動多媒體處理器硬體和由NXP與合作夥伴ALK Technologies聯合開發的軟體。NXP聲稱，該方案提供了設計師搭建一個帶導航能力的低成本、多媒體功能豐富的攜帶型媒體播放器所需的一切，這些多媒體功能包括：MP3播放、標准和高清晰度視頻播放和錄制、FM收音、圖像存儲和游戲。NXP以其運行於PNX0190上的swGPS Personal軟體來實現GPS計算，從而取代了一個GPS基帶處理器，進而降低了材料清單(BOM)成本並支持現場升級。

跟隨GPS 的一系列關聯的應用都設計到數學和演算法，和GIS系統，地圖投影，坐標系轉換!

由於衛星運行軌道、衛星時鍾存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，以及人為的SA保護政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度，普遍採用差分GPS(DGPS)技術，建立基準站(差分台)進行GPS觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數，並對外發布。接收機收到該修正數後，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較准確的位置。實驗表明，利用差分GPS（DGPS），定位精度可提高到5米。

GPS預警器
GPS預警器是通過GPS衛星在GPS預警器中設定坐標來完成的，比如遇到一個電子眼，然後通過相關設備在電子眼的正下方設立一個坐標，這樣，使得裝上這個坐標點數據的預警器到達這個點時，在達到坐標點的前300米左右就會開始預警，告訴車主前面有電子眼測速，不能超速駕駛，這樣就起到一個預警作用。這樣的准確率跟數據點的多少是有關系的，主要就是利用衛星的定位來實現了。
GPStar智能GPS系統
主要由兩大部分組成，即：本地的監控中心軟體管理平台和遠程的GPS智能車載終端。遠程的GPS智能車載終端將車輛所處的位置信息、運行速度、運行軌跡等數據傳回到監控中心，監控中心接收到這些數據後，會立即進行分析、比對等處理，並將處理結果以正常信息或者報警信息兩類形式顯示給管理員，由管理員決定是否要對目標車輛採取必要措施。

3. 車載導航儀通過什麼信號導航的

GPS與相對論關系 我們應該非常感謝愛因斯坦，他的理論使得這個驚人的新裝置成為現實！設計GPS衛星的科學家必須考慮狹義相對論帶來的時間膨脹效應和廣義相對論中時間流逝的速率與維度之間的相互關系。 GPS構成 1.空間部分GPS的空間部分是由21顆工作衛星組成,它位於距地表20200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有3 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能在衛星中預存的導航信息。GPS的衛星因為大氣摩擦等問題，隨著時間的推移，導航精度會逐漸降低。 2. 地面控制系統地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星歷、相對距離,大氣校正等數據。 3.用戶設備部分用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後，就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後，機內電池為RAM存儲器供電，以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便於野外觀測使用。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。 GPS術語1.GPS Generalized Processor Sharing 通用處理器共享 2.GPS Global Positioning System 全球定位衛星／系統 3.[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系統模擬器 4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系統 5.GPS General Phonetic Symbols 捷易讀注音符GPS原理 GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過紀錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到(由於大氣層電離層的干擾，這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當GPS衛星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復周期一毫秒，碼間距1微秒，相當於300m；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來，以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重復一次，每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛星時間並將其與自己的時鍾做對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。 可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由於用戶接受機使用的時鍾與衛星星載時鍾不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛星的信號。 GPS接收機可接收到可用於授時的准確至納秒級的時間信息；用於預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星歷；用於計算定位時所需衛星坐標的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衛星狀況等。 GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離，由於含有接收機衛星鍾的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。 GPS接收機對收到的衛星信號，進行解碼或採用其它技術，將調制在載波上的信息去掉後，就可以恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛星信號載波相位與接收機本機振盪產生信號相位之差。一般在接收機鍾確定的歷元時刻量測，保持對衛星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衛星振盪器的相位初值是不知道的，起始歷元的相位整數也是不知道的，即整周模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、並有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優於米級的定位 精度也只能採用相位觀測值。 按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能採用偽距觀測量，可用於車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量，大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位。 在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鍾差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，採用空間距離後方交會的方法，確定待測點的位置。如圖所示，假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以測定GPS信號到達接收機的時間△t，再加上接收機所接收到的衛星星歷等其它數據可以確定以下四個方程式) 編輯本段相對論為GPS提供了所需的修正全球定位系統GPS衛星的定時信號提供緯度、經度和高度的信息，精確的距離測量需要精確的時鍾。因此精確的GPS接受器就要用到相對論效應。 准確度在30米之內的GPS接收機就意味著它已經利用了相對論效應。華盛頓大學的物理學家Clifford M. Will詳細解釋說：「如果不考慮相對論效應，衛星上的時鍾就和地球的時鍾不同步。」相對論認為快速移動物體隨時間的流逝比靜止的要慢。Will計算出，每個GPS衛星每小時跨過大約1.4萬千米的路程，這意味著它的星載原子鍾每天要比地球上的鍾慢7微秒。 而引力對時間施加了更大的相對論效應。大約2萬千米的高空，GPS衛星經受到的引力拉力大約相當於地面上的四分之一。結果就是星載時鍾每天快45微秒， GPS要計入共38微秒的偏差。Ashby解釋說：「如果衛星上沒有頻率補償，每天將會增大11千米的誤差。」(這種效應事實上更為復雜，因為衛星沿著一個偏心軌道，有時離地球較近，有時又離得較遠。) GPS前景由於GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。 隨著冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展，美國政府宣布2000年至2006年期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到10米，這將進一步推動GPS技術的應用，提高生產力、作業效率、科學水平以及人們的生活質量，刺激GPS市場的增長。據有關專家預測，在美國，單單是汽車GPS導航系統，2000年後的市場將達到30億美元，而在我國，汽車導航的市場也將達到50億元人民幣。可見，GPS技術市場的應用前景非常可觀。GPS特點全球定位系統的主要特點： (1)全球、 全天候工作。 ①定位精度高。單機定位精度優於10m，採用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。 ②功能多，應用廣。 GPS系統的特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。 1、定位精度高 應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50KM以內可達10-6，100-500KM可達10-7，1000KM可達10-9。在300-1500M工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小於1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。 2、觀測時間短 隨著GPS系統的不斷完善，軟體的不斷更新，目前，20KM以內相對靜態定位，僅需15-20分鍾；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM以內時，流動站觀測時間只需1-2分鍾，然後可隨時定位，每站觀測只需幾秒鍾。GPS功用全球定位系統的主要用途：(1)陸地應用，主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監測、地殼運動監測、 市政規劃控制等；(2)海洋應用，包括遠洋船最佳航程航線測定、船隻實時調度與導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質測量以及海洋平台定位、海平面升降監測等；(3)航空航天應用，包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。 GPS的應用主要是為船舶，汽車，飛機等運動物體進行定位導航。例如： 1.船舶遠洋導航和進港引水 2.飛機航路引導和進場降落 3.汽車自主導航 4.地面車輛跟蹤和城市智能交通管理 5.緊急救生 6.個人旅遊及野外探險 7.個人通訊終端（與手機，PDA，電子地圖等集成一體） 1.電力，郵電，通訊等網路的時間同步 2.准確時間的授入 3.准確頻率的授入 1.各種等級的大地測量，控制測量 2.道路和各種線路放樣 3.水下地形測量 4.地殼形變測量，大壩和大型建築物變形監測 GIS應用 6.工程機械（輪胎吊，推土機等）控制 7.精細農業 GPS在道路工程中的應用GPS在道路工程中的應用，目前主要是用於建立各種道路工程式控制制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由於線路長，已知點少，因此，用常規測量手段不僅布網困難，而且難以滿足高精度的要求。目前，國內已逐步採用GPS技術建立線路首級高精度控制網，然後用常規方法布設導線加密。實踐證明，在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右，達到了常規方法難以實現的精度，同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用於特大橋梁的控制測量中。由於無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益。 GPS在汽車導航和交通管理中的應用三維導航是GPS的首要功能，飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新 GPS應用型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理機、車速感測器、陀螺感測器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網路、計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能。 GPS在長途客運車輛管理中的應用（舉例）以國內首套專業的GPS長途客運車輛管理系統——雅迅長途客運GPS智能管理系統為例，它就是結合了衛星定位技術、GPRS/CDMA通訊業務、GIS技術、圖像採集技術、計算機網路和資料庫等技術，在客運公司建立一個總控（C/S結構和B/S結構相結合），其它設為分控，公安部門和運管部門等各部門建立專控的中心系統，系統由控制中心系統、無線通信平台（GPRS/CDMA）、全球衛星定位系統（GPS）、車載設備四部分組成一個全天候、全范圍的駕駛員管理和車輛跟蹤的綜合平台；系統可對注冊車輛實施動態跟蹤、監控、拍照、行車記錄、管理、數據分析等功能，監控車輛可以在電子地圖上顯示出來，並保存車輛運行軌跡數據；操作終端可任意選擇伺服器內部區域網或國際互聯網對中心進行訪問並可通過IE瀏覽器提供網上綜合客車管理數據分析控制系統（B/S結構）；且系統軟其容量可隨時根據中心伺服器和操作終端硬體配置進行擴展，最大為五十萬輛，入網車輛不僅可以是長途客運車輛，也可以旅遊車等社會車輛。同時系統還可以採用分組管理，不同類型的車輛歸入不同分組，便於管理人員的操作。 GPS在個人定位中的應用 國內首款語音彩信GPS定位器--深圳市昱讀全資科技有限公司語音彩信GPS定位器為列，它內置全國的地圖數據，無需後 台支持，結合了GPS全球定位系統、GSM通信技術、嵌入式語音播報技術、GIS技術、GIS搜索引擎、圖像處理技術和圖像傳輸技術，直接回復終端中文地址、彩信、或語音播報地理位置 GPS技術在導航儀中的應用舉例國際領先GPS導航儀品牌：Ahada（艾航達）――源自美國矽谷，現已登錄中國！ 產品核心功能： 1) 地圖查詢 ◎可以在操作終端上搜索你要去的目的地位置。 ◎可以記錄你常要去的地方的位置信息，並保留下來，也和可以和別人共享這些位置信息。 ◎模糊的查詢你附件或某個位置附近的如加油站，賓館、取款機等信息， 2) 路線規劃 ◎GPS 導航系統會根據你設定的起始點和目的地，自動規劃一條線路。 ◎規劃線路可以設定是否要經過某些途徑點。 ◎規劃線路可以設定是否避開高速等功能。 3) 自動導航 ◎語音導航： ◎畫面導航： ◎重新規劃線路： 編輯本段引GPS種類GPS衛星接收機種類很多，根據型號分為測地型、全站型、定時型、手持型、集成型；根據用途分為車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式。 按接收機的用途分類 1. 導航型接收機 此類型接收機主要用於運動載體的導航，它可以實時給出載體的位置和速度。這類接收機一般採用C/A碼偽距測量，單點實時定位精度較低，一般為±10m，有SA影響時為±100m。 這類接收機價格便宜，應用廣泛。根據應用領域的不同，此類接收機還可以進一步分為： 車載型——用於車輛導航定位； 航海型——用於船舶導航定位； 航空型——用於飛機導航定位。由於飛機運行速度快，因此，在航空上用的接收機要求能適應高速運動。 星載型——用於衛星的導航定位。由於衛星的速度高達7km/s以上，因此對接收機的要求更高。 2. 測地型接收機 測地型接收機主要用於精密大地測量和精密工程測量。這類儀器主要採用載波相位觀測值進行相對定位，定位精度高。儀器結構復雜，價格較貴。 3. 授時型接收機 這類接收機主要利用GPS衛星提供的高精度時間標准進行授時，常用於天文台及無線電通訊中時間同步。

4. 什麼是GPS衛星星歷分為幾種，求懂的

GPS 系統的組成 空間部分:24 顆衛星 （21 顆工作衛星+3 顆備用衛星 ） 6 個近圓形軌道面， ， 高度約 20200km， 地面控制部分: 1 個主控站、5 個監測站、3 個注入站 用戶設備部分: 用戶設備主要是 GPS 接收機， 它由天線前置放大器、 信號處理、 控制與顯示、 記錄和供電單元組成。
忘採納

5. 如何讀取GPS接收機的廣播星歷文件以及完整的觀測文件（包括每個點的觀測時間、衛星數量等）

GPS的衛星向地球發送的信號只有兩個內容即衛星號碼和本身時間，除此以外無其他內容。

6. IGS提供的衛星星歷數據和鍾差數據怎麼找

GPS，俗語說就是用來定位的！
1．概述

五十年代未，原蘇聯發射了人類的第一顆人造地球衛星，美國科學家在對其的跟蹤研究中，發現了多普勒頻移現象，並利用該原理促成了多普勒衛星導航定位系統TRANsIT的建成，在軍事和民用方面取得了極大的成功，是導航定位史上的一次飛躍，我國也曾引進了多台多普勒接收機，應用於海島聯測、地球勘探等領域。但由於多普勒衛星軌道高度低、信號載波頻率低，軌道精度難以提高，使得定位精度較低，以滿足大地測量或工程測量的要求，更不可能用於天文地球動力學研究。為了提高衛星定位的精度，美國從1973 年開始籌建全球定位系統GPS （Global Positioning System)。在進過了方案論證、系統試驗階段後，於1989年開始發射正式工作衛星，並於1994年全部建成，投入使用。GPS系統的空間部分由21顆衛星組成，均勻分布在6個軌道面上，地面高度為20000餘公里，軌道傾角為55度，扁心率約為0，周期約為12小時，衛星向地面發射兩個波段的載波信號，載波信號頻率分別為1575.442兆 赫茲（L1波段）和1227.6兆赫茲（L2波段），衛星上安裝了精度很高的原子鍾，以確保頻率的穩定性，在載波上調制有表示衛星位置 的廣播星歷，用於測距的C/A碼和P碼，以及其它系統信息，能在全球范圍內，向任意多用 戶提供高精度的、全天候的、連續的、實時的三維測速、三維定位和授時。

GPS系統的控制部分由設在美國本土的5個監控站組成，這些站不間斷地對GPS衛星進行觀測，並將計算和預報的信息由注入站對衛星信息更新。

GPS系統的用戶是非常隱蔽的，它是一種單程系統，用戶只接收而不必發射信號，因此用戶的數量也是不受限制的。雖然GPS系統一開始是為軍事目的而建立的，但很快在民用方面得到了極大的發展，各類GPS接收機和處理軟體紛紛涌現出來。目前在中國市場上出現的接收機主要有NovAtel、ASHTECH、TRIMBLE、CMC等。能對兩個頻率進行觀測的接收機稱為雙頻接收機，只能對一個頻率進行觀測的接收機成為單頻接收機，他們在精度和價格上均有較大區別。

對於測繪界的用戶而言， GPS已在測繪領域引起了革命性的變化，目前，范圍上數公里至幾千公里的控制網或形變監測網，精度上從百米至毫米級的定位，一般都將GPS作為首選手段，隨著RTK技術的日趨成熟，GPS已開始向分米乃至厘米級的放樣、高精度動態定位等領域滲透。

國際GPS大地測量和地球動力學服務IGS自1992年起，已在全球建立了多個數據存儲及處理中心和百餘個常年觀測的台站，我國也設立了上海余山、武漢、西安、拉薩、台灣等多個常年觀測台站，這些台站的觀測數據每天通過INTERNET網傳向美國的數據存儲中心，IGS還幾乎實時地綜合各數據處理中心的結果，並參與國際地球自轉服務IERS的全球坐標參考系維護及地球自轉參數的發布。使用者也可免費從INTERNET網上取得觀測數據及精密星歷等產品。

GPS系統的實時導航定位精度很高，美國在1992年起實行了所謂的SA政策，即降低廣播星歷中衛星位置的精度，降低星鍾改正數的精度，對衛星基準頻率加上高頻的抖動（使偽距和相位的量測精度降低），後又實行了A-S政策，即將P碼改變為Y碼，即對精密偽距測量進一步限制，而美國軍方和特許用戶不受這些政策的影響，但美國為了獲得更大的商業利益，這些政策終將被取消。

2．GPS定位原理

GPS接收機可接收到可用於授時的准確至納秒級的時間信息；用於預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星歷；用於計算定位時所需衛星坐標的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衛星狀況等。

GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離，由於含有接收機衛星鍾的誤差及大氣傳播誤
差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。

GPS接收機對收到的衛星信號，進行解碼或採用其它技術，將調制在載波上的信息去掉後，就可以
恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛星信號載波相位與接收機本機振盪產生信號相位之差。一般在接收機鍾確定的歷元時刻量測，保持對衛星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衛星振盪器的相位初值是不知道的，起始歷元的相位整數也是不知道的，即整周模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、並有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優於米級的定位 精度也只能採用相位觀測值。

按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能採用偽距觀測量，可用於車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量，大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位。

在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鍾差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。

在定位觀測時，若接收機相對於地球表面運動，則稱為動態定位，如用於車船等概略導航定位的精度為30一100米的偽距單點定位，或用於城市車輛導航定位的米級精度的偽距差分定位，或用於測量放樣等的厘米級 的相位差分定位（RTK），實時差分定位需要數據鏈將 兩個或多個站的觀測數據實時傳輸到一起計算。 在定位觀測時，若接收機相對於地球表面靜止，則稱為靜態定位，在進行控制網觀測時，一般均採用這種 方式由幾台接收機同時觀測，它能最太限度地發揮GPS的定位精度，專用於 這種目的的接收機被稱為大地型接 收機，是接收機中性能最好的一類。目前，GPS已經能 夠達到地殼形變觀測的精度要求，IGS的常年觀測台站已經能構成毫米級的全球坐標框架。

7. GPS是如何定位的

GPS通過人造地球衛星實現高精度無線電導航的定位。

GPS定位包括偽距單點定位、載波相位定位和實時差分定位。偽距測量就是測定衛星到接收機的距離，即由衛星發射的測距碼信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得的距離。

載波相位測量是測定GPS衛星載波信號到接收機天線之間的相位延遲。GPS衛星載波上調制了測距碼和導航電文，接收機接收到衛星信號後，先將載波上的測距碼和衛星電文去掉，重新獲得載波，稱為重建載波。

GPS實時差分定位的原理是在已有的精確地心坐標點上安放GPS接收機（稱為基準站），利用已知的地心坐標和星歷計算GPS觀測值的校正值，並通過無線電通信設備（稱為數據鏈）將校正值發送給運動中的GPS接收機（稱為流動站）。

GPS的特點：

1、全球，全天候連續不斷的導航定位能力。GPS能為全球任何地點或近地空間的各類用戶提供連續的、全天候的導航定位能力，用戶不用發射信號，因而能滿足多用戶使用 。

2、實時導航，定位精度高，觀測時間短。利用GPS定位時，在1s內可以取得幾次位置數據，這種近乎實時的導航能力對於高動態用戶具有很大的意義，同時能為用戶提供連續的三維位置、三維速度和精確的時間信息。

3、測站無需通視：GPS測量只要求測站上空開闊，不要求測站之間互相通視，因此可節省大量的造標費用（一般造標費用占總經費的30%、50%）。

以上內容參考：網路—GPS

8. 求GPS的作用和工作原理

[編輯本段]GPS的全稱：
衛星測時測距導航／全球定位系統 Navigation Satellite Time and Ranging/Global Positioning System
[編輯本段]GPS構成
1。空間部分
GPS的空間部分是由24 顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能在衛星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。
3。用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後，就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後，機內電池為RAM存儲器供電，以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便於野外觀測使用。
地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星歷、相對距離,大氣校正等數據。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。
[編輯本段]GPS術語
1.GPS Generalized Processor Sharing 通用處理器共享
2.GPS Global Positioning System 通用定位衛星／系統
3.[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系統模擬器
4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系統
[編輯本段]GPS原理
GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過紀錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到(由於大氣層電離層的干擾，這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當GPS衛星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復周期一毫秒，碼間距1微秒，相當於300m；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來，以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重復一次，每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛星時間並將其與自己的時鍾做對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。
可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由於用戶接受機使用的時鍾與衛星星載時鍾不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛星的信號。
GPS接收機可接收到可用於授時的准確至納秒級的時間信息；用於預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星歷；用於計算定位時所需衛星坐標的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衛星狀況等。
GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離，由於含有接收機衛星鍾的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。
GPS接收機對收到的衛星信號，進行解碼或採用其它技術，將調制在載波上的信息去掉後，就可以恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛星信號載波相位與接收機本機振盪產生信號相位之差。一般在接收機鍾確定的歷元時刻量測，保持對衛星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衛星振盪器的相位初值是不知道的，起始歷元的相位整數也是不知道的，即整周模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、並有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優於米級的定位 精度也只能採用相位觀測值。
按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能採用偽距觀測量，可用於車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量，大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位。
在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鍾差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。
[編輯本段]相對論為GPS提供了所需的修正
全球定位系統GPS衛星的定時信號提供緯度、經度和高度的信息，精確的距離測量需要精確的時鍾。因此精確的GPS接受器就要用到相對論效應。
准確度在30米之內的GPS接受器就意味著它已經利用了相對論效應。華盛頓大學的物理學家Clifford M. Will詳細解釋說：「如果不考慮相對論效應，衛星上的時鍾就和地球的時鍾不同步。」相對論認為快速移動物體隨時間的流逝比靜止的要慢。Will計算出，每個GPS衛星每小時跨過大約1.4萬千米的路程，這意味著它的星載原子鍾每天要比地球上的鍾慢7微秒。
而引力對時間施加了更大的相對論效應。大約2萬千米的高空，GPS衛星經受到的引力拉力大約相當於地面上的四分之一。結果就是星載時鍾每天快45微秒， GPS要計入共38微秒的偏差。Ashby解釋說：「如果衛星上沒有頻率補償，每天將會增大11千米的誤差。」(這種效應實事上更為復雜，因為衛星沿著一個偏心軌道，有時離地球較近，有時又離得較遠。)
[編輯本段]GPS前景
由於GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。
隨著冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展，美國政府宣布2000年至2006年期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到20米，這將進一步推動GPS技術的應用，提高生產力、作業效率、科學水平以及人們的生活質量，刺激GPS市場的增長。據有關專家預測，在美國，單單是汽車GPS導航系統，2000年後的市場將達到30億美元，而在我國，汽車導航的市場也將達到50億元人民幣。可見，GPS技術市場的應用前景非常可觀。
[編輯本段]GPS特點
全球定位系統的主要特點：
(1)全球、 全天候工作。
①定位精度高。單擊定位精度優於10m，採用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。
②功能多，應用廣。
GPS系統的特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。
1、定位精度高
應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50KM以內可達10-6，100-500KM可達10-7，1000KM可達10-9。在300-1500M工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小於1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。
2、觀測時間短
隨著GPS系統的不斷完善，軟體的不斷更新，目前，20KM以內相對靜態定位，僅需15-20分鍾；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM以內時，流動站觀測時間只需1-2分鍾，然後可隨時定位，每站觀測只需幾秒鍾。
[編輯本段]GPS功用
全球定位系統的主要用途：(1)陸地應用，主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監測、地殼運動監測、 市政規劃控制等；(2)海洋應用，包括遠洋船最佳航程航線測定、船隻實時調度與導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質測量以及海洋平台定位、海平面升降監測等；(3)航空航天應用，包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。
[編輯本段]GPS應用
主要是為船舶，汽車，飛機等運動物體進行定位導航。例如：
1.船舶遠洋導航和進港引水
2.飛機航路引導和進場降落
3.汽車自主導航
4.地面車輛跟蹤和城市智能交通管理
5.緊急救生
6.個人旅遊及野外探險
7.個人通訊終端（與手機，PDA，電子地圖等集成一體）
1.電力，郵電，通訊等網路的時間同步
2.准確時間的授入
3.准確頻率的授入
1.各種等級的大地測量，控制測量
2.道路和各種線路放樣
3.水下地形測量
4.地殼形變測量，大壩和大型建築物變形監測
5.GIS應用
6.工程機械（輪胎吊，推土機等）控制
7.精細農業
◆GPS在道路工程中的應用
GPS在道路工程中的應用，目前主要是用於建立各種道路工程式控制制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由於線路長，已知點少，因此，用常規測量手段不僅布網困難，而且難以滿足高精度的要求。目前，國內已逐步採用GPS技術建立線路首級高精度控制網，然後用常規方法布設導線加密。實踐證明，在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右，達到了常規方法難以實現的精度，同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用於特大橋梁的控制測量中。由於無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益。
◆GPS在汽車導航和交通管理中的應用
三維導航是GPS的首要功能，飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新GPS應用型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理機、車速感測器、陀螺感測器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網路、計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能。
◆GPS在長途客運車輛管理中的應用（舉例）
以國內首套專業的GPS長途客運車輛管理系統——雅迅長途客運GPS智能管理系統為例，它就是結合了衛星定位技術、GPRS/CDMA通訊業務、GIS技術、圖像採集技術、計算機網路和資料庫等技術，在客運公司建立一個總控（C/S結構和B/S結構相結合），其它設為分控，公安部門和運管部門等各部門建立專控的中心系統，系統由控制中心系統、無線通信平台（GPRS/CDMA）、全球衛星定位系統（GPS）、車載設備四部分組成一個全天候、全范圍的駕駛員管理和車輛跟蹤的綜合平台；系統可對注冊車輛實施動態跟蹤、監控、拍照、行車記錄、管理、數據分析等功能，監控車輛可以在電子地圖上顯示出來，並保存車輛運行軌跡數據；操作終端可任意選擇伺服器內部區域網或國際互聯網對中心進行訪問並可通過IE瀏覽器提供網上綜合客車管理數據分析控制系統（B/S結構）；且系統軟其容量可隨時根據中心伺服器和操作終端硬體配置進行擴展，最大為五十萬輛，入網車輛不僅可以是長途客運車輛，也可以旅遊車等社會車輛。同時系統還可以採用分組管理，不同類型的車輛歸入不同分組，便於管理人員的操作。
GPS技術在導航儀中的應用舉例
國際領先GPS導航儀品牌：Ahada（艾航達）――源自美國矽谷，現已登錄中國！
產品核心功能：
1) 地圖查詢
◎可以在操作終端上搜索你要去的目的地位置。
◎可以記錄你常要去的地方的位置信息，並保留下來，也和可以和別人共享這些位置信息。
◎模糊的查詢你附件或某個位置附近的如加油站，賓館、取款機等信息，
2) 路線規劃
◎GPS 導航系統會根據你設定的起始點和目的地，自動規劃一條線路。
◎規劃線路可以設定是否要經過某些途徑點。
◎規劃線路可以設定是否避開高速等功能。

這個比較全。

9. GPS導航系統的工作原理

全球衛星定位系統（Global Position System, GPS）為美國國防部開發，利用規模遍及全球的人造衛星之航法系統，由24顆人造衛星所構成，其中包括三顆預備衛星。利用對民間開放的C/A碼標准測法，能得到數十米的精度，為無線電定位法的一種。

衛星定位系統整體運作上可分成三部份：太空部分、地面部分以及訊號部分。

太空部分
N'K.c"jb~ i0目前GPS衛星已發展至Block II型式的定位衛星，由Rockwell International製造，在軌道上重量約1,900磅，太陽能接收板長度約17呎，預期壽命為7.5年，於1994年完成第24顆衛星的發射，整個GPS系統正式宣告建構完成。因此目前太空中有24顆GPS衛星可供定位運用，它們平均分布於6個軌道面，每個軌道面上各有4顆，距離地面高度約10,900海浬(大約20,000公里)，呈55°角傾斜繞行地球運轉，繞行地球一周需12恆星時，每日可繞行地球2周，這也就是說，不論任何時間，任何地點，包含北極,南極，至少有4顆以上的衛星出現在我們的上空。
信號部分100GPS－中國最大的GPS網|導航地圖軟體下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS#d.J F#F C(zd
GPS衛星產生兩組隨機電碼，一組稱為C/A碼，一組稱為P碼。C/A碼主要開放給民間使用，因此在精度上刻意降低，P碼則是美國國防部保留為其軍事用途的電碼，精度比C/A碼高很多，因此設有密碼，一般民間使用者無法解讀。一般而言，GPS衛星傳送兩種頻率的載波，L1(Link 1)載波的頻率為1575.42 MHZ，L2 (Link 2)載波的頻率為1227.60MHZ。
地面部分100GPS－中國最大的GPS網|導航地圖軟體下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS
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地面設施部分主要包含GPS監控站與使用者接收設備兩部份。
監控站100GPS－中國最大的GPS網|導航地圖軟體下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS z;?3G3\ |E4OA2k
包括一個主要控制站（Master Control Station）、五個監測站（Monitor Station）－分布於夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西亞、瓜加林島、科羅拉多州、三個地面控制站（Ground Control Station）等。監測站主要負責追蹤所有衛星的運行位置、時間、氣象數據及電離層數據等，將每15秒觀測到所有數據，計算出每15分鍾一組的平滑化數據（Smoothed Data），傳送到主控制站後，由主控制站加以統合，計算出衛星星歷、時表修正量、電離層改正系數，再轉換成導航訊息，以維護衛星系統的精度與正常運作，此部份由美國國防部負責，使用者無從了解也毋需了解此部份的技術。

主要是一個衛星信號接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1載波，分離出C/A電碼，進行最簡單的虛擬距離定位，也是一般車輛定位所使用的機型。其中必須注意的是：GPS衛星產生兩種不同的載波來承載所有電碼與訊息，其中C/A碼僅調置在L1載波上，P碼則分別調置在L1與L2載波上，並區別為P1與P2電碼，但美國軍方目前僅開放C/A碼僅民間使用。而一般間使用之接收機可經由差分修正(DGPS差分定位)達15呎或更加之准確度。但使用DGPS訊號需付費，一般使用者應考慮成本及使用目地是否需要到如此精準。如做汽車導航您所需要知道的是您的相對位置配合您所使用之電子地圖，無需使用到那麼高精度之定位。

GPS的定位是利用衛星基本三角定位原理，GPS接收裝置以測量無線電信號的傳輸時間來量測距離，以距離來判定衛星在太空中的位置，這是一種高軌道與精密定位的觀測方式。假設衛星在11,000英哩高處，測量我們的距離，首先以11,000英哩為半徑，以此衛星為圓心畫一圓，而我們位置正處於球面上。
GWMU }A0再假設第二顆衛星距離我們12,000英哩，而我們正處於這二顆球所交集的圓周上。現在我們再以第三顆衛星做精密定位，假設高度13,000英哩，我們即可進一步縮小范圍到二點位置上，但其中一點為非我們所在的位置極有可能在太空中的某一點，因此，我們舍棄這一點參考點，選擇另一點為位置參考點。100GPS－中國最大的GPS網|導航地圖軟體下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS0SBauTJ k0^ K/x!xm
如果要獲得更精確的定位，則必定要再測量第四個顆衛星，從基本物理的觀念上來說，以訊號傳輸的時間乘以速度即是我們與衛星的距離，我們將此測得的距離稱為虛擬距離，在GPS的測量上，我們測的是無線信號，速度幾乎達18萬6千英哩/Sec的光速，而時間卻短的驚人，甚至只要0.06秒，時間的測量需要二個不同的時表，一個時表裝置於衛星上以記錄無線電信號傳送的時間，另一個時表則裝置在接收器上，用以記錄無線電信號接收的時間，雖然衛星傳送信號至接收器的時間極短，但時間上並不同步，假設衛星與接收器同時發出聲音給我們，我們會聽到二種不同的聲音，這是因為衛星從11,000英哩遠的地方傳來，所以會有延遲的時間，因此，我們可以延遲接收器的時間，從此延遲的時間╳速度，就是接收器到衛星的距離，此即為GPS的基本定位原理。

那麼GPS衛星究竟傳輸那些數據呢？衛星所傳輸的訊號包含有偽亂碼(Pseudo random code)、星歷數據(Ephemeris:英語發音為ee-fem-er-is)及Almanac。

1、偽亂碼(詳細請參見"GPS測距碼的作用")可幫助我們知道衛星訊號是由那一顆衛星所傳輸下來，所以偽亂碼即是一顆衛星的身份證(ID code)。其衛星編碼從1至32。因此我們可從GPS接收機上看到所接收到的衛星編號。但為何超過24個偽亂碼呢？這是因為當有新的替代衛星發射啟用時，可馬上給與這顆替代衛星一個新編號，當真正被淘汰的衛星不能使用時，就取代淘汰的衛星。

2、星歷數據含有衛星是否健康或不健康之信息、現在日期、時間，這些數據使您的接收機知道現再時間日期其決定您目前的位置。

3、Almanac傳輸軌道信息告知接收機各衛星所在天空之位置。

簡單的說GPS時如何運作：每一顆衛星會告訴您使用的接收機三件事，我是第幾號衛星，我現位置在那裡，我什麼時候送這訊息給您。當您的GPS接收機接收到這些數據後會將星歷數據及Almanac存起來使用，這些數據也用做修正GPS接收機上的時間。

GPS接收機比較每一衛星訊號接收到的時間及本身接收機的時間的不同，而計算出每一衛星道接收機的距離。接收機若在接收到更多衛星時，它可利用三角公式計算出接收機所在位置。三顆衛星可做所謂2D定位(經度及緯度)，四顆或更多衛星可做所謂3D定位(經度、緯度及高度)