GPS

构成

　　1.空间部分

　　GPS的空间部分是由21颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有3 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。

　　2. 地面控制系统

　　地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。

　　3.用户设备部分

　　用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。

功能

　　一、精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中

　　二、工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量

　　三、勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到

　　四、导航

　　1.武器导航：精确制导导弹、巡航导弹

　　2.车辆导航：车辆调度、监控系统

　　3.船舶导航：远洋导航、港口/内河引水

　　4.飞机导航：航线导航、进场着陆控制

　　5.星际导航：卫星轨道定位

　　6.个人导航：个人旅游及野外探险

　　五、定位：

　　车辆防盗系统 、手机、PDA、PPC等通信移动设备防盗、电子地图、定位系统 、儿童及特殊人群的防走失系统、农业勘测

　　其他卫星定位系统

　　目前正在运行的全球卫星定位系统有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统

　　欧盟1999年初正式推出“伽利略”计划，部署新一代定位卫星。该方案由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成，可以覆盖全球，位置精度达几米，亦可与美国的GPS系统兼容，总投资为35亿欧元。该计划预计于2010年投入运行。

　　另外，中国还独立研制了一个区域性的卫星定位系统--北斗导航系统。该系统的覆盖范围限于中国及周边地区，不能在全球范围提供服务，主要用于军事用途。

展望

　　预计未来我国铁路系统可实现GPS对列车系统的实时定位，使轨道电路作用下降，提高效率降低成本(青藏铁路已开始使用)。