全球定位系统

全球定位系统

全球定位系统GPS是一个先进的卫星导航系统由美国政府开发。

它能为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的标准时间。

GPS 起源于 20 世纪 50 年代末的空间竞赛其发展历经多个阶段。

最初是美军研制的子午仪卫星定位系统存在定位精度不高、无法提供高度信息等缺陷后美国海军研究实验室和空军提出新的计划最终于 1973 年美国国防部将相关计划合二为一启动了 GPS 项目。

GPS 由三部分组成包括空间部分24 颗卫星构成的星座、地面控制部分主控站、监测站和地面控制站和用户设备部分GPS 信号接收机。

其工作原理是通过测量已知位置的卫星与用户接收机之间的距离利用多颗卫星的数据综合分析来精确确定接收机的位置。

GPS 定位需要至少接收到 4 个卫星的信号通过解调卫星信号获取导航电文包括卫星星历、工作状态、时钟修正等信息由于用户接收器的时钟与卫星的时钟不同步计算时需引入时间差作为未知数。

GPS 差分技术能修正 GPS 的误差提升定位精度通过基准站计算误差并发送改正值用户站接收后修正定位结果。

根据差分 GPS 基准站发送信息方式可分为位置差分、伪距差分和相位差分。

GPS 在民用领域应用广泛涵盖农业、航空、环境监测、城市工程、物流等在军事领域也是不可或缺用于导航定位、同步作战行动等在定时方面为通信、金融、电力等领域提供精确时间数据。

为满足特殊需求GPS 有多种增强系统如全国范围差分 GPS 系统、广域增强系统、持续运行参照站、全球差分 GPS、国际 GNSS 服务等。

未来GPS 将不断发展面临技术创新和应对挑战。

同时全球还有其他卫星定位系统如俄罗斯的 GLONASS 系统、中国的北斗系统、欧洲的伽利略系统等。