基本介紹
原理,導航介紹,構成特點,主要用途,衛星類,套用,前景,
原理
24顆GPS衛星在離地面2萬零2百公里的高空上，以行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。
由於衛星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X,Y,Z）。考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程。
事實上，接收機往往可以鎖住4顆以上的衛星，這時，接收機可按衛星的星座分布分成若干組，每組4顆，然後通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。
由於衛星運行軌道、衛星時鐘存在誤差，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，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。
導航介紹
美國GPS
特點：成熟
該系統衛星軌道高度2萬公里，能使地球上任何地方的用戶在任何時候都能看到至少四顆衛星，是一個全天候，實時性的導航定位系統，也是目前世界上套用最廣泛、技術最成熟的導航定位系統。
歐洲伽利略
特點：精準
伽利略定位系統是歐盟一個正在建造中的衛星定位系統，有“歐洲版GPS”之稱。伽利略定位系統預計總共發射30顆衛星，其中27顆衛星為工作衛星，3顆為候補衛星。衛星軌道高度約2.4萬公里，其精度將比GPS更為精準。
太空中已有4顆正式的伽利略系統衛星。歐盟計畫使伽利略系統在2014年初步投入運營。
俄羅斯格洛納斯
特點：抗干擾能力強
格洛納斯由24顆衛星組成，儘管其定位精度比GPS、伽利略略低，但其抗干擾能力卻是最強的。格洛納斯項目是前蘇聯在1976年啟動的項目，最初開始的時候就是軍用性質。蘇聯解體以後，由於缺乏足夠的經費，格洛納斯的計畫不斷延遲。
2011年11月，隨著一顆“格洛納斯-M”衛星發射成功，該系統額定24顆衛星已全部在軌工作，另有4顆在軌備份，從而實現全球覆蓋。
中國北斗
特點：簡訊和導航結合
與美國GPS系統、俄羅斯格洛納斯系統、歐洲伽利略系統相比，把簡訊和導航結合是中國北斗衛星導航系統的獨特發明。一般來講，世界上其他的全球衛星導航系統只是告訴用戶什麼時間、在什麼地方，而北斗系統除此之外還可以將用戶的位置信息傳送出去，使用戶想告知的其他人獲知用戶的情況。
構成特點
全球定位系統由三部分構成：⑴地面控制部分，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，向衛星注入尋電文）、監測站（數據自動收集中心）和通訊輔助系統（數據傳輸）組成；⑵空間部分，由24顆衛星組成，分布在6個道平面上；⑶用戶裝置部分， 主要由GPS接收機和衛星天線組成。
全球定位系統的主要特點：⑴全天候；⑵ 全球覆蓋；⑶三維定速定時高精度；⑷快速省時高效率；⑸套用廣泛等。
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。套用實踐已經證明，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20KM以內相對靜態定位，僅需15-20分鐘；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分鐘，然後可隨時定位，每站觀測只需幾秒鐘。
主要用途
全球定位系統的主要用途：⑴陸地套用，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；⑵海洋套用，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；⑶航空航天套用，包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、飛彈制導、航空救援和載人太空飛行器防護探測等。
衛星類
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。
套用
gps全球衛星定位導航系統在民用領域的套用，除了專業套用領域以外，隨著近代人們生活品質的要求與提升，都市建設與交通運輸的快速發展，使得汽車導航技術與各式觀光旅遊資訊蓬勃發展，也連帶gps迅速發展，令大家驚奇其所帶來的便利與強大功能，而相關生活套用的gps產品與套用，也如雨後春筍般出現。比如車載gps的出現，給駕車者提供了極大地方便，隨著中國私人汽車保有量的增長及用途的轉變，gps車載系統市場容量不斷增長。有車族進行中短途的商業旅行和假日旅遊已經司空見慣，車載導航系統可以為私人汽車車主提供豐富的道路資訊。在北京，隨著奧運的臨近，北京市計畫在2008年之前給全市的700多條線路，數萬台公共汽車安裝gps監控系統，北京的計程車也將於2008年之前完成gps監控系統的安裝，奧運期間估計物流量為3億噸，建立物流控制與管理系統成為北京經濟發展和籌備奧運的重大舉措之一，難以想像如果沒有gps智慧型調度系統僅依靠傳統交通指揮，北京奧運期間巨大的交通流量如何順暢疏導。國外的gps套用更為廣泛，比如整合gps,gis與gsm的協尋裝置在歐美國家已成為風潮，此類協尋裝置可置於家中老人，兒童或寵物身上，若發生協尋事件時，家人透過gsm聯繫協尋器，協尋器會自動由發射器送出gps定位訊號，在無gps定位訊號時，也可亦可通過過gsm定位方式，於手機或網路地圖上得知協尋對象位置。
