全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)GPS是一個(gè)先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由美國(guó)政府開發(fā)。

它能為地球表面絕大部分地區(qū)提供準(zhǔn)確的定位、測(cè)速和高精度的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

GPS 起源于 20 世紀(jì) 50 年代末的空間競(jìng)賽其發(fā)展歷經(jīng)多個(gè)階段。

最初是美軍研制的子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)存在定位精度不高、無(wú)法提供高度信息等缺陷后美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室和空軍提出新的計(jì)劃最終于 1973 年美國(guó)國(guó)防部將相關(guān)計(jì)劃合二為一啟動(dòng)了 GPS 項(xiàng)目。

GPS 由三部分組成包括空間部分24 顆衛(wèi)星構(gòu)成的星座、地面控制部分主控站、監(jiān)測(cè)站和地面控制站和用戶設(shè)備部分GPS 信號(hào)接收機(jī)。

其工作原理是通過(guò)測(cè)量已知位置的衛(wèi)星與用戶接收機(jī)之間的距離利用多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)綜合分析來(lái)精確確定接收機(jī)的位置。

GPS 定位需要至少接收到 4 個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)通過(guò)解調(diào)衛(wèi)星信號(hào)獲取導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀態(tài)、時(shí)鐘修正等信息由于用戶接收器的時(shí)鐘與衛(wèi)星的時(shí)鐘不同步計(jì)算時(shí)需引入時(shí)間差作為未知數(shù)。

GPS 差分技術(shù)能修正 GPS 的誤差提升定位精度通過(guò)基準(zhǔn)站計(jì)算誤差并發(fā)送改正值用戶站接收后修正定位結(jié)果。

根據(jù)差分 GPS 基準(zhǔn)站發(fā)送信息方式可分為位置差分、偽距差分和相位差分。

GPS 在民用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛涵蓋農(nóng)業(yè)、航空、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市工程、物流等在軍事領(lǐng)域也是不可或缺用于導(dǎo)航定位、同步作戰(zhàn)行動(dòng)等在定時(shí)方面為通信、金融、電力等領(lǐng)域提供精確時(shí)間數(shù)據(jù)。

為滿足特殊需求GPS 有多種增強(qiáng)系統(tǒng)如全國(guó)范圍差分 GPS 系統(tǒng)、廣域增強(qiáng)系統(tǒng)、持續(xù)運(yùn)行參照站、全球差分 GPS、國(guó)際 GNSS 服務(wù)等。

未來(lái)GPS 將不斷發(fā)展面臨技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

同時(shí)全球還有其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)如俄羅斯的 GLONASS 系統(tǒng)、中國(guó)的北斗系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)等。