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全球定位系统（Global Positioning System）这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。
这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。
全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆炸监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。
GPS的前身GPS系统的前身为美军研制的一种“子午仪”导航卫星系统(Transit），1958年研制，64年正式投入使用。
该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。
然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。
由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。
美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。
而美国空军则提出了621-B 的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的１％时也能将其检测出来。
伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。
海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。
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A.保证、抵押、质押、留置和定金1/ 12B.保证、抵押、留置、出典和定金C.保证、抵押、质押、出典和定金D.抵押、质押、留置、出典和定金【答案】：A5.国际垄断同盟在经济上瓜分世界的依据是（）A.人口的多少B.资本和经济实力的大小；C.国土的大小；D.军备力量的强弱；【答案】：B6.不能联合行文的机关是______。
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GPS卫星定位什么是GPS卫星定位全球定位系统（GPS）是一种用于确定地理位置的系统，通过使用一组卫星以及接收器在地面上的设备来实现。
GPS由美国国防部开发，现在已经成为全球范围内最常用的定位系统之一。
GPS卫星定位的工作原理GPS卫星定位系统由3部分组成：卫星、地面控制站和接收器。
卫星是通过太空发射的，它们围绕地球轨道运行。
地面控制站用来监测和管理卫星的运行状态。
接收器是放置在地面上或者其他设备上用来接收卫星发出的信号。
GPS中的接收器通过接收卫星发射的无线电信号，计算出自己的位置。
接收器将接收到的信号与卫星发送的数据进行比较，并计算出自己与卫星之间的距离。
通过同时接收多个卫星的信号，接收器可以确定自己的位置。
GPS卫星定位的应用GPS卫星定位已经广泛应用于各个领域，如汽车导航、航空导航、船舶导航、灾害监测和军事等。
具体应用包括：1.汽车导航：许多汽车都内置了GPS导航系统，它们可以引导司机找到目的地，并提供实时交通信息等辅助功能。
2.航空导航：飞机使用GPS导航系统来确定自己的位置、航向和高度，以确保安全飞行。
3.船舶导航：船舶可以使用GPS系统来确定自己的位置和航向，以保证航行安全。
4.灾害监测：GPS卫星定位可以被用来监测地震、火山活动和其他自然灾害的移动模式，从而提供及时的警报和预警。
5.军事：GPS在军事领域有广泛应用，用于导航、定位、目标追踪等。
GPS卫星定位的优势和限制GPS卫星定位的主要优势在于其全球覆盖和高精度。
由于卫星的运行方式，GPS系统可以在全球范围内提供位置定位服务。
此外，GPS的定位精度可以达到数米的级别，对于大多数应用来说已经足够精确。
然而，GPS卫星定位也存在一些限制。
首先，GPS信号在穿过建筑物、树木或者其他遮挡物时会被阻挡，导致信号质量下降。
其次，恶劣的天气条件如暴风雨、大雪等可能影响GPS 信号的接收。
最后，GPS定位的成本较高，包括卫星发射和维护、地面控制站的建设和维护以及接收器的购买和更新等。
全球四大卫星导航系统简介一、美国的GPS系统:美国的GPS系统,由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。
GPS的信号有两种C/A码,P码。
民用:C/A码的误差是29.3m到2.93米。
一般的接收机利用C/A码计算定位。
美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了SA(Selective Availability),令接收机的误差增大,到100米左右。
在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。
军用:P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。
但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。
二、中国的“北斗”卫星导航定位系统:“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。
按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。
30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。
“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。
开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。
授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能,精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。
这和美国GPS的水平是差不多的。
另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。
通过“北斗”系统,用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。
在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后,会不会取代GPS呢?曹冲研究员的答案是否定的。
全球四大卫星导航系统简介一、美国的GPS 系统：美国的GPS系统，由24 颗(3 颗为备用卫星) 在轨卫星组成。
的信号有两种GPS码。
码，P C/A米。
一般的接收机利用29.3m 到2.93 民用：C/A 码的误差是码计算C/A代中期为了自身的安全考虑，在信号上加入了90 定位。
美国在米左右。
在SA(SelectiveAvailability)，令接收机的误差增大，到100精度应该能在GPS年2000 5 月2 日，SA取消，所以，咱们现在的米以内。
20码P C/A 0.293 米是码的十分之一。
但是2.93 军用：P 码的误差为米到AS(Anti-Spoofing) 只能美国军方使用，码上加上的干扰信号。
P，是在二、中国的“北斗”卫星导航定位系统：“北斗”卫星导航定位系统需要发射35 颗卫星，足足要比GPS多出11 颗。
按照规划，“北斗”卫星导航定位系统将有 5 颗静止轨道卫星和30 颗非静止轨道卫星组成，采用“东方红”-3 号卫星平台。
30 颗非静止轨道卫星又细分为27 颗中轨道(MEO)卫星和3 颗倾斜同步(IGSO) 卫星组成，27 颗MEO卫星平均分布在倾角55 度的三个平面上，轨道高度21500 公里。
“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。
开放服务在服务区免费提供纳秒，测速精度50 定位，测速和授时服务，定位精度为10 米，授时精度为为0.2 米/ 秒。
授权服务则是军事用途的马甲，将向授权用户提供更安全与更高精度的定位，测速，授时服务，外加继承自北斗试验系统的通信服务功能，精度可以达到重点地区水平10 米，高程10 米，其他大部分地区水平20的水平是差不多的。
秒。
这和美国GPS 0.2 米/ 米，高程20 米；测速精度优于另外，“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能，用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。
通过“北斗”系统，个字符【汉字】。
120 用户一次最多可以传输——“北斗二号”投入使用后，会不会取代在国产的GPS呢？曹冲GPS以后将形成竞争，对于普通消GPS研究员的答案是否定的。
GPS在隧道控制测量中的应用1 第一章绪论§1.1 概述全球卫星定位系统GPS是NAVSTAR/GPS ——Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning System-NAVSTAR/GPS授时与测距系统/全球定位系统的简称。
它是美国军方为克服其海军导航系统NNSS-Navy NavigationSatellite System的定位精度低、观测时间长、不能实时定位等缺点而于1973年开始研制的新一代卫星导航系统。
全球定位系统GPS不仅具有全球性、全天候、连续的三维测速、导航及高精度定位与授时能力等优点而且具有良好的抗干扰性和保密性被视为是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。
GPS导航定位技术以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便等特点已广泛应用于测绘、交通、水利、气象等各行各业特别是近几年随着电子通讯技术、计算机技术以及计算技术等相关技术的进一步发展GPS技术在其精度、系统软、硬件等方面都获得了长足发展。
GPS导航定位技术包含两方面的内涵即GPS静态定位技术与GPS动态定位技术。
GPS静态定位技术广泛应用于测绘领域各种控制网的建立包括从全球到某个国家大区域控制网的建立与各种小范围工程控制网的建立如国家等级的A、B等级网的建立区域范围的地壳变形监测网的建立道路、桥梁工程控制网的建立等等。
GPS动态定位技术广泛应用于车船的导航、交通管理等领域。
近年发展起来的高精度动态定位技术RTK在地形测图、施工放样等方面也发挥了重要作用。
随着高精度GPS定位技术的发展利用GPS进行工程测量显示出越来越多的优点主要表现在: 1、定位精度高实践证明GPS相对定位精度在5Okm以内可达610 100-5OOkm可达7101000km可达910。
在小范围的精密工程定位中1小时以上的定位精度其平面位置误差小于1mm与高精度ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较其边长较差最大为O.5mm校差中误差为0.3mm。
[ＧＰＳ技术及其应用]应用gps技术的优越性全球定位系统GPS 全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。
如今，GPS已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。
GPS系统组成GPS系统主要包括有三大组成部分：即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。
1、空间星座部分由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面相对于赤道平面的倾角为55度，各个轨道平面之间交角60度。
每个轨道平面内的各卫星之间的交角90度，任一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。
在两万公里高空的GPS卫星(编者注:GPS卫星群距地球距离介于同步静止轨道卫星和低轨道卫星之间,故又称为中轨道卫星),当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周，即绕地球一周的时间为12恒星时。
这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。
每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数量随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可见到11颗。
在用GPS信号导航定位时，为了计算观测站的三维坐标，必须观测4颗GPS卫星，称为定位星座。
这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。
对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。
但这种时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时的导航定位测量。
GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。
2、地面监控部分GPS工作卫星的地面监控系统目前主要由分布在全球的一个主控站、三个信息注入站和五个监测站组成。
第一章前言1.1全球定位系统1.1.1 系统概述The Global Positioning System(GPS) is a satellite-based radio system funded and operatedby the United States Department of Defense.全球定位系统（GPS）是一种基于卫星射频导航的系统，由美国国防部研制。
它几乎提供了地球上任何地方、任何时间和任何天气状况下的即时位置、速度和时间（PVT）信息。
这一系统起初是为美国军队设计的，而今天却覆盖了全球两千万用户[15]。
GPS offers two kinds of service:the Precise Positioning Service(PPS)and the StandardPositioning Service(SPS).全球定位系统有两大功能：准确定位功能（PPS）和标准定位功能（SPS）[42]。
准确定位功能包含一种“防篡改”特性，用户只有经美国国防部授权获得密钥才能进入。
然而，准确定位功能却面向所有民用用户开放。
优先利用性于2000年5月2日解除，它是用于降低标准定位信号的。
没有了优先利用性，独立用户一般估测位置可以精确到10米、100纳秒[15]。
GPS is comprised of three main components:全球定位系统由三个部分组成：1.空间部分：全球定位系统的基准星由位于20200千米高空，运行时长近12小时，沿接近环形的地球轨道运行的24颗卫星组成。
每颗卫星沿着同一轨迹，每两条轨道都要经过同一地面固定点。
这些空间飞行器（SV）安置在六个轨道平面上，每条轨道有四个主卫星槽。
将对开普勒运动是对全球定位系统卫星的运行的完整描述，见附件A。
每颗卫星都发射加了时间标记的测距信号和导航数据。
2.控制部分：全球定位系统由GPS联合规划办公室运行控制部监控和操纵。
共有5个监控站分布在世界各地，不间断地追踪监控卫星，通过地面和卫星链接将原始数据和导航信号传到主控制站（MCS）。
卫星通过S波段射频从一条专用的地面天线每天至少上传一次星历表和时钟参数，位于科罗拉多斯普林斯的主控制站对历表和参数进行计算。
3.用户部分：全球定位系统接收机对卫星信号进行追踪和解码。
它根据星历表估计卫星的位置并根据射频信号的行驶时间测量卫星的距离，然后根据一个简单的数学原理（三维空间的三边测量）推断自身的位置。
准确计时是测量卫星距离的关键，卫星上的电子钟几乎是精确而且完全同步的。
为了使用价格低廉的石英振子，接收器会额外用一种卫星距离测量仪。
有了距离测量仪，接收器不仅可以测算其自身位置，还能消除时钟偏倚。
1.1.2 信号Each GPS satellite transmits signals on two L-band frequencies:ƒＬ1 at 1575.42MHz and ƒＬat 1227.60 MHz. 每颗全球定位卫星在两个L波段频率发送信号：ƒＬ1为1575.42MHz，ƒＬ2 2。
民用和军用卫星都增加了其他频率的为1227.60 MHz [42]。
图1-1的第一个波形为载波ƒＬ1波段[15,22]。
第三波段L5的频率为1176.45 MHz。
Each satellite transmits two different ranging codes: 每颗卫星都发送两种不同的测距码：一个是调制载波L1相位的粗略/接收（C/A）的伪随机噪声（PRN）码，一个是调制载波L1和L2相位的精确（加密）[P(Y)]码[42]。
C/A码在一毫秒内每1023比特（或码片）重复一次，或者相当于码片率为1.023Mcps。
图1-1的第二个波形为C/A码的一部分。
P(Y)码是很长的一个序列（大约1014码片）。
每颗全球定位卫星都有唯一的PRN码；因此可以通过PRN 码识别任何一个全球定位卫星。
这些扩展频谱码的自相关和交叉相关特性使GPS能够测距。
尤其是每个码的自相关性能只有一个主峰，这有助于GPS接收机获取定位信号。
主峰的斜度直接决定了测距的精度。
不同PRN码之间缺乏相关性使得在同一频率的卫星可以同时发送信号而不互相干扰。
Both GPS frequencies are also modulated by binary navigation messages transmitted at a rate of 50 bits per second(bps).两种GPS频率要也经过50bps的二进制导航信息调制[42]。
图1-1的第三个波形显示出几个导航数据。
一个信号由五个300比特的子帧组成，包含了卫星的健康状况、星历表、时钟偏倚参数和天文历书。
历表数据描述了航天器目前的轨迹。
年历描述的是所有航天器历表数据中精确度衰减的译本。
附件A详细描述了导航信息的内容。
图1-1 全球定位系统信号结构图The structure of these three signal components, i.e., carriers, ranging codes, and navigation data, is diagrammed in Figure1-1. 图1-1所示为载波、测距码和导航数据这三种信号成分[42]。
用模2加法将一个码和一条信息组合，再合成二进制信号，用二进制相移键控（BPSK）调制载波。
由于单位“米”与“秒”的差别仅仅是相当于真空中光速（约3×108m/s）的一个换算系数，为了方便，通常把“米”与“秒”互换。
1.1.3 测量方法和位置的估算GPS receivers track satellites, decode navigation messages, and produce code and carrier phase measurements for PVT determination. GPS接收机追踪卫星，解码导航信息，并为测定即时位置、速度和时间而产生代码、测量载波相。
The GPS signal acquisition process consists of a search for both PRN code shift and local carrier frequency offset. 全球定位系统信号的获取包括搜索PRN码转换和本地载波频率偏移。
当接收机“嗅”到一个信号，他会用延迟锁定回路（DLL）继续追踪信号，用相位锁定回路（PLL）追踪相位[5,42]。
图1-2 延迟锁定回路Figure 1-2 shows the DLL structure. 图1-2所示为延迟锁定回路结构[42]。
它与所接收到的稍具早期和后期复制的信号相关。
如果接收的信号被锁定，早期相关因子就会在自相关波峰上升段显现，而后期相关因子就会在波峰下降段显现。
鉴频器的功能是区分早期和后期相关性（图1-2中的Z E和Z L）。
延迟锁定回路通过将鉴频器信息反馈给本地代码生成器来锁定代码，这样鉴频器信息才能归零[5]。
信息接收时间差由接收机的时钟确定，而“标记”在信号上的发送时间是信号从卫星到接收机的通行时间。
测定的这一时间为伪距（ρ），它被光速放大了。
由于接收机时钟与卫星时钟不同步，因此从卫星到接收器的时间差不是真实值。
Having removed the PRN code from the signal, the GPS receiver continues phase tracking with a phase lock loop. GPS接收机从信号中消除PRN码后，继续用相位锁定回路追踪相位。
它在本地生成一个载波频率，并试着将频率与输入信号的相位精确匹配。
一旦锁定载波相位，导航数据就会迅速被提取。
载波相位的测量值(ф)是接收机产生的载波与卫星发送的载波的相位差。
接收机能计算出部分循环，但不能计算卫星与接收机全循环的数量。
卫星与接收机之间的距离等于与未知的全循环数量和测得的分段循环数之和。
这一未知的全循环数称为“完整模糊度”。
ф的误差是多普勒值，可用于确定接收机的速率。
代码与载波相位测量值可建模如下[42]：ρ=r+c(b u-B S)+I+T+M+ερ(1-1)ф= r+c(b u-B S)-I+T+Nλ+εф(1-2)·ρ为测定的代码相位值或伪距。
·ф为测定的载波相位值。
·b u为接收机（或用户）时钟偏倚。
b u和用户位置都必须计算出来。
·B S为卫星时钟偏倚。
B S和b u代表卫星时钟和接收机时钟相对GPS时间推进的时间值。
卫星时钟偏倚模型为时间的二次函数，这一模型的参数由主控制站估测并上传到卫星。
他们作为导航信息的一部分被发送[42]。
·I为电离层延迟。
·T为对流层延迟。
·M为多途径传播误差。
我们将在1.1.4详细讨论I、T和M。
·N为整数模糊度。
用户通常不了解，但必要时它可以用几种技术计算[10,29]。
用载波相位进行精确关联定位实际上就是解决整数模糊度[42]。
·λ为载波波长。
对L1来说，其波长λL1=c/ƒＬ1≈19cm。
·ερ代表其他代码相位测量值误差。
·εф代表其他载波相位测量值误差。
If ρc is the pseudorange obtained after accounting for the satellite clock offset and the other measurement erros, 若ρc 为计算卫星时钟偏倚和其他测量值误差后得到的伪距，则等式（1-1）可以修正为伪距值，ρc ：ρc ≈u b c r ⋅+=u n n n b c z z y y x x ⋅+-+-+-2)(2)(2)()()()( (1-3)其中第n 颗卫星的位置（x (n),y (n),z (n)）是根据星历表计算的，用户的位置（x,y,z ）是未知的。
加上接收机时钟偏倚b u ，等式（1-3）中共有4个未知数。
假如在一个测量期间能够至少获得四个卫星发送的信号，那么这4个未知数就可以算出。
We can sove these equations byfirst linearizing them at initial estimates, 我们在初步估计中可以通过线性化计算这些等式，然后用最小二乘法（如果有四个以上值，等式就会估计过度）得出相关性，最后用这些相关性估计结果[42]。
这一过程可以重复进行，通常重复2-4次，估计的位置值会很快近似。
1.1.4 误差来源Code and carrier phase measurements contain a variety of biases and errors, as indicated in Equations(1-1) and (1-2). 代码和载波相位测量值中存在各种偏倚和误差，如等式1-1和1-2中所示。
