GPS计划始于1973年 ,已于1994年进入完全运行状态。GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成
GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。
GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同,这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站有一个,它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时,它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现故障时,调度备用卫星,替代失效的工作卫星工作;另外,主控站也具有监控站的功能。监控站有五个,监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星的工作状态;注入站有三个,注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。
GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号,利用这些信号进行导航定位等工作。以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS系统。
GPS卫星发射两种频率的信号,即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波,在L1和L2上又分别加载着多种信号,这些信号主要有C/A码和P码,C/A码又被称为粗捕获码,它被调制在L1载波上。C/A码是普通用户用以测定测站到卫星间的距离的一种主要的信号。P码又被称为精码,它被调制在L1和L2载波上。
导航信息被调制在载波上,包含有GPS卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一些系统参数。用户一般需要利用该导航信息来计算某一时刻GPS卫星在地球轨道上的位置,导航信息也被称为广播星历。
利用GPS进行定位的基本原理,是以GPS卫星和用户接收机天线之间距离(或距离差)的观测量为基础,并根据已知的卫星瞬间坐标来确定用户接收机所对应的点位,即观测站的位置。GPS定位的关键是测定用户接收机天线至GPS卫星之间的距离。
GPS定位的实质是测量学中的空间距离后方交会。为此,在一个观测站上,原则上有3个独立的距离观测量便够了,这时观测站应位于以3颗卫星为球心,相应距离为半径的球与观测站所在平面的交线的交点。
但是,由于GPS采用了单程测距原理,同时卫星钟与用户接收机钟又难以保持严格同步即存在一个钟差,所以,实际观测的测站至卫星之间的距离,均含有一定的距离误差(习惯称之为“伪距”),所以,通常把钟差作为一个未知数,与观测站的坐标在数据处理中一并求解。因此,在一个观测站上,为了实时求解4个未知参数(3个点位坐标分量和1个钟差参数),便至少需要4个同步伪距观测值,也就是至少需要观测4颗卫星
GPS定位的方法是多种多样的,用户可以根据不同的用途采用不同的定位方法。GPS定位方法可依据不同的分类标准,作如下划分:
绝对定位又称为单点定位,这是一种采用一台接收机进行定位的模式,它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单,可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。
相对定位又称为差分定位,这种定位模式采用两台以上的接收机,同时对一组相同的卫星进行观测,以确定接收机天线间的相互位置关系。
所谓动态定位,就是在进行GPS定位时,认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是变化的。也就是说,在数据处理时,将接收机天线的位置作为一个随时间的改变而改变的量。
所谓静态定位,就是在进行GPS定位时,认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是保持不变的。也就是说,在数据处理时,将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量。在测量中,静态定位一般用于高精度的测量定位,其具体观测模式多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测,时间由几分钟、几小时甚至数十小时不等。风险提示:所展示宜昌市华中光电测绘仪器有限公司的信息未通过真实性认证,进行咨询或交易时请注意核实对方身份,以防上当受骗!看了该信息的人还看了:湖北省宜昌市三峡专利事务所

