GPS地面控制段（GPS ground control segment）指GPS的地面監測和控制系統，它包括主控站、衛星監測站和上行信息注入站（又稱地面天線）以及把它們聯繫起來的數據通信網路。
基本介紹
- 中文名：GPS地面控制段
- 外文名：GPS ground control segment
- 學科：航天工程
- 領域：導航
- 釋義：GPS的地面監測和控制系統
- 包括：主控站、衛星監測站等
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簡介
GPS地面控制段（GPS ground control segment）指GPS的地面監測和控制系統，它包括主控站、衛星監測站和上行信息注入站（又稱地面天線）以及把它們聯繫起來的數據通信網路。
全球導航定位系統
全球導航定位系統（GPS）是由美國建設和管理的覆蓋全球的衛星導航定位系統。GPS 全球定位系統由空間段（SS）、地面控制段（CS）以及用戶段（US）三個獨立的部分組成，簡單說，就是天上飛的衛星、地面的控制站以及手裡拿的導航儀。
地面的控制站
地面的控制站由主控站(負責管理、協調整個地面控制系統的工作)、地面天線(在主控站的控制下，向衛星注入導航信息)、監測站(數據自動收集中心)和通訊輔助系統(數據傳輸)組成。
運控系統
GPS地面控制段又稱運控系統（OCS），由遍布全世界的地面站組成，由一個位於美國范登堡空軍基地的主控站（MCS），5個分別位於夏威夷島、范登堡空軍基地、阿森松島、迭戈加西亞島以及夸賈林島的監控站，以及3個用於給在軌衛星上傳信息的大型地面天線站組成。
主要作用
地面控制段主要是收集在軌衛星運行數據，計算導航信息，診斷系統狀態，調度衛星。衛星上的各種儀器設備是否正常工作，以及衛星是否一直沿著預定軌道運行，都要由地面設備進行監測和控制。地面控制部分另一重要作用是保持各顆衛星處於同一時間標準，即GPS時，這就需要地面站監測各顆衛星的星載原子鐘信息，求出鐘差，然後由地面注入站發給衛星，衛星再由導航電文發給用戶設備。地面控制段可以出於美國國家政治、軍事和安全考慮而有意干擾導航信號從而降低特定區域的定位精度。
主控站
主控站（MCS）擁有以大型計算機為主體的數據收集、計算、傳輸、診斷等設備，對地面監控系統實行全面控制，主要任務是收集並處理各監測站對GPS衛星的全部觀測數據，包括各監測站測得的距離和距離差、氣象要素、衛星時鐘和工作狀況的數據，監測站自身的狀態數據等，根據收集的數據及時計算每顆GPS衛星的星曆，時鐘改正值，狀態數據以及信號的大氣傳播改正，並按一定格式編製成導航電文，傳送到注入站。
監控站
監控站監控整個地面監控系統是否工作正常，檢驗注入衛星的導航電文是否正確，監測衛星是否將導航電文發出；調度備用衛星替代失效的工作衛星，將偏離軌道的衛星“拉回”到正常軌道位置。監控站是為主控站編算導航電文提供觀測數據，每個監測站均用GPS信號接收機測量每顆可見衛星的偽距和距離差，採集氣象要素等數據，並將它們傳送給主控站。監控站安裝有高精度原子鐘、高精度GPS用戶接收機，收集當地氣象數據，同時對接收到的衛星系統相關數據進行初步處理並將這些數據傳送至主控站。
注入站
范登堡空軍基地監控站同時具有信息上注功能，又稱注入站，它的任務主要是在每顆衛星運行至上空時把這類導航數據及主控站的指令注入到衛星，每天對每顆GPS衛星離開注入站作用範圍之前進行最後的信息注入。
主要任務
簡而言之，GPS全球定位系統地面控制部分的主要任務有以下五點：
(1)監控導航衛星飛行軌跡同時外推算衛星的軌道數據（星曆）；
(2)監測衛星原子鐘時間的同時預測星鐘的狀態（鐘差）；
(3)同步星載原子鐘與地面運控系統原子鐘的時間；
(4)注入導航數據及運控指令到衛星；
(5)轉發導航衛星導航電文，包括衛星健康狀態信息等。
