GPS系统为什么能全球定位？

浏览次数：302 发布时间：2022-02-09 15:30:09

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全球卫星标注系统GPS是美军70年代初在子午仪卫星导航标注'技术上发展起来的具有全球性、全能性、全天侯性优势的导航标注、定时、测速系统。全球卫星标注系统GPS由三大子系统构成：空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。

1、空间卫星系统。

空间卫星系统由均匀分布在6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成，各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55°，轨道平面间距60°。在每一轨道平面内，各卫星生交角距差90°，任一轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星超前30°。空间系统的每颗卫星每12小时沿近圆形轨道绕地球一周，由星载高精度原子钟控制无线电发射机在低躁音窗口附近发射L
1、L2两种载波，向全球的用户接收系统连续的播发GPS导航信号。GPS工作卫星组网保障全球任一时刻、任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测，实现连续、实时地导航和标注。

2、地面监控系统。

地面监控系统由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的5个监测站、一个主控站和三个注入站构成。该系统的功能是：对空间卫星系统进行监控、控制，并向每颗卫星注入更新的导航电文。地面监测站的主要任务是用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差，采集气象数据，并将观测数据传送给主控点。5个监控站均为无人职守的数据采集中心。主控站接受各监测站的GPS卫星观测数据、卫星工作壮态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数据。根据上述各类数据，及时编算每颗卫星的导航电文传送给注入站。控制和协调监测站间、注入站间的工作，检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将电文发给了GPS用户系统。诊断卫星工作状态，改变偏离轨道的卫星位置和姿态，调整备用卫星取代失效卫星。注入站接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星。

3、用户接收系统。

用户接收系统主要由以无线电传感和计算机技术支撑的GPS卫星接收机GPS数据处理软件构成。GPS接收机能捕获、跟踪卫星，接收放大GPS信号并对信号进行解调和滤波处理，还原出GPS卫星发送的导航电文，解求信号在站星间的传播时间和载波相位差，实时地获得导航标注数据或采用后处理的方式，获得标注、测速、定时等数据。

目前，全球卫星标注系统已广泛用于军事和民用等众多领域中。GPS技术按待定点的状态分为静态标注和动态标注两大类。静态标注是指待定点的位置在观测过程中固定不变，如GPS在大地测量中的应用。动态标注是指待定点在运动载体上，在观测过程中是变化的，如GPS在船舶导航中的应用。静态相对标注的精度一般在几毫米几厘米范围内，动态相对标注精度一般在几厘米到几米范围内。

发布于：2022-02-09 16:12:31