综述全球卫星导航系统
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北斗卫星导航定位系统,是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后,第三个成熟的卫星导航系统。
卫星导航系统是重要的空间基础设施,它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点,相当于一个设置在太空的无线电导航台,可带来巨大的社会经济效益。
在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。
世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统,军民两用。
但长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个“大概”。
为打破美国的垄断,俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。
2002年,欧盟启动了伽利略(Galileo)全球卫星导航定位系统计划,将在2008年投入运营,预计投资36亿欧元。
2003年,我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定,目前双方合作项目已有14个。
我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来,已成为GPS应用大国。
作为一个拥有广阔领土和海域的国家,中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。
北斗卫星导航定位系统的系统构成有:由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。
可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务,定位精度可达20纳秒的同步精度,水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。
其精度与GPS相当。
工作频率为2491.75MHz,系统容纳的最大用户数达每小时540000户,短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息(GPS不具备此项功能),精密授时的精度达20纳秒。
2007年2月3日,第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。
我国及世界各国导航卫星发展状况综述China and the world of the development of navigationsatellite摘要:随着当代科技技术的提高,越来越多新兴产业占据了市场的主导作用,特别是卫星技术的发展。
作为航天技术的产物,导航卫星技术渐渐的在民用和军用领域中起到了决定性的作用。
与此同时,在测绘领域,新兴的卫星导航技术渐渐的取代了传统的测量方式,不仅方便快捷,而且更加精确。
目前世界上采用的定位系统主要是中国的“北斗一号”导航系统,美国的全球定位系统(GPS),俄罗斯的全球定位系统(GLONASS)以及欧洲的伽利略系统(GALILEO)。
关键词: GPS GLONASS 伽利略全球卫星导航定位系统“北斗一号”导航系统一、GPS全球定位系统GPS全球定位系统是英文Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System的字头缩写词NAVSTAR/GPS的简称它的含义是:利用导航卫星进行测时和测距,以构成全球定位系统。
GPS是以卫星为基础的第二代精密卫星导航与定位系统。
第一代是子午卫星导航与定位系统。
全球定位系统(GPS)包括三大组成部分,即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。
GPS全球定位系统GPS全球定位系统是美国从1973年开始研制的,历时20年,耗资200亿美元,在进行了方案论证、系统试验阶段后,于1989年开始发射正式工作卫星,并于1993年12月全部建成并投入使用。
具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
GPS全球定位系统的特点如下:1)定位精度高采用载波相位进行相对定位,精度可达10~。
实践已经证明,GPS相对定位精度在50km以内可达10一,100~500km可达10_’,1000km以上可达10~。
北斗卫星导航系统简介卫星导航系统是重要的空间基础设施,为人类带来了巨大的社会经济效益。
中国作为发展中国家,拥有广阔的领土和海域,高度重视卫星导航系统的建设,努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。
2000年以来,中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”,建成北斗导航试验系统(第一代系统)。
这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能,并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。
中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务(属于第二代系统)。
开放服务是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0.2米/秒。
授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
中国计划2007年初发射两颗北斗导航卫星,2008年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求,并进行系统组网和试验,逐步扩展为全球卫星导航系统。
伽利略卫星导航系统简介数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗为工作卫星,3颗为候补; 轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内; 精度:最高精度小于1米;用途:主要为民用; 1999年2月10日,欧盟执行机构欧洲委员会(EC)公布了欧洲导航卫星系统“伽利略”计划,该系统是与美国全球导航定位系统(GPS)和俄罗斯的GLONASS系统兼容的民用全球定位卫星系统。
欧盟之所以进行“伽利略”计划,主要是为了摆脱对美国GPS系统的依赖,打破美国对全球卫星导航定位产业的垄断,在使欧洲获得工业和商业效益的同时,赢得建立欧洲共同安全防务体系的条件。
其实,欧空局(ESA)早在1990年就决定研制“全球导航卫星系统(GNSS)”,GNSS分为两个阶段,第一阶段是建立一个与美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、以及三种区域增强系统均能相容的第一代全球导航卫星系统(GNSS-1),第二阶段是建立一个完全独立于GPS 系统和GLONASS系统之外的第二代全球导航卫星系统(GNSS-2)。
全球导航卫星系统(GNSS)在大地测量中的精度分析与改进摘要:随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展和广泛应用,它在大地测量领域中扮演了重要角色。
然而,由于多种因素的影响,GNSS测量存在一定的误差和不确定性,对于一些高精度测量需求的项目来说,这些误差可能是不可忽视的。
因此,本论文旨在分析GNSS在大地测量中的精度问题,并提出相关改进方法。
关键词:全球导航卫星系统(GNSS);大地测量;精度分析引言全球导航卫星系统(GNSS)是一种基于卫星定位和测量技术的全球性导航系统,包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗系统。
随着GNSS技术的不断发展和应用,它在大地测量中的作用越来越重要。
传统的大地测量方法受到时间、空间和人力资源等因素的限制,而GNSS提供了高精度、实时、全球覆盖的测量服务,广泛应用于地形测量、海洋测量、工程测量等领域。
然而,在实际应用中,由于多种因素的影响,GNSS测量存在一定的误差和不确定性。
这些误差包括信号传播中的大气延迟、多径效应、钟差误差,以及接收机硬件误差等。
特别对于那些高精度测量需求的项目,这些误差可能对测量结果产生较大的影响,甚至导致数据的不可靠性。
因此,本论文旨在通过对GNSS在大地测量中的精度进行分析,了解误差来源和影响因素,并提出相应的改进方法,以提高GNSS在大地测量中的精度和可靠性。
一、GNSS基本原理和误差来源分析(一)GNSS基本原理GNSS(全球导航卫星系统)是一种基于卫星进行导航和定位的技术。
它包括多个卫星组成的卫星系统和用户接收机。
GNSS基本原理是通过测量卫星信号的传播时间差,从而计算用户接收机与卫星之间的距离,进而实现定位和导航。
(二)GNSS信号传播中的误差来源:在GNSS信号传播过程中,存在多种误差来源,包括:大气延迟误差,GNSS 信号在穿过大气层时会受到大气折射的影响,导致信号传播时间延迟。
多径效应误差,当GNSS信号在传播过程中遇到地面、建筑物等物体的反射,导致信号产生多个路径,从而引入多径效应误差。
格洛纳斯格洛纳斯卫星系统“格洛纳斯GLONASS”是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。
作用类似于美国的GPS、欧洲的伽利略卫星定位系统。
最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划。
俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。
按计划,该系统将于2007年年底之前开始运营,届时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。
到2009年年底前,其服务范围将拓展到全球。
该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。
简介谈到全球卫星导航系统,人们首先想到的是美国的GPS系统,而俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)系统则格洛纳斯卫星鲜为人知。
不久前格洛纳斯系统即将满员上岗提供全球定位服务的消息才再次吸引了人们的目光。
恐怕很少有人知道,格洛纳斯的正式组网比GPS还早,这也是美国加快GPS建设的重要原因之一。
不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响,正常运行卫星数量大减,甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航服务,更不要说和GPS竞争。
到了21世纪初随着俄罗斯经济的好转,格洛纳斯也开始恢复元气,推出了格洛纳斯-M和更现代化的格洛纳斯-K卫星更新星座。
采用两种频率信号格洛纳斯项目是苏联在1976年启动的项目,格洛纳斯系统将使用24颗卫星实现全球定位服务,可提供高精度的三维空间和速度信息,也提供授时服务。
按照设计,格洛纳斯星座卫星由中轨道的24颗卫星组成,包括21颗工作星和3颗备份星,分布于3个圆形轨道面上,轨道高度19100千米,倾角64.8°。
和GPS系统不同,格洛纳斯系统使用频分多址(FDMA)的方式,每颗格洛纳斯卫星广播两种信号,L1和L2信号。
具体地说,频率分别为L1=1602+0.5625*k(MHz)和L2=1246+0.4375*k(MHz),其中 k为1~24为每颗卫星的频率编号,同一颗卫星满足L1/L2=9/7。
卫星导航系统的应用与发展一、卫星导航系统的基本概念卫星导航系统是指通过卫星发射和地面设备接收、处理导航信号等手段,提供全球范围内的准确定位、导航和时间服务的系统。
该系统主要的组成部分包括卫星、地面控制系统以及用户接收设备。
卫星导航系统的主要功能包括提供位置、速度、时间和导航等信息,在交通运输、航空航天、海洋渔业、地质勘探、气象、物流运输、安全防护等领域得到了广泛的应用。
二、卫星导航系统的发展历程1960年,美国首次发射了第一颗用于导航的试验性卫星。
在此之后,美国陆续推出了多颗卫星,完成了基础设施的搭建,并于1978年正式启用了美国全球定位系统(GPS)。
借助于GPS的成熟应用,全球开展了大规模的卫星导航应用,并逐渐成为商业化运营的产品。
在GPS之后,欧洲及俄罗斯也相继推出了自己的卫星导航系统,分别是欧洲伽利略系统(Galileo)和俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)。
与GPS不同的是,伽利略和格洛纳斯不仅可以提供基本的定位服务,还拥有更多的高级功能,如搜索和打击,以及天气预报等其他应用。
三、卫星导航系统的应用卫星导航系统在多个领域得到了广泛的应用,下面列出几个典型案例:1.航空航天卫星导航系统可以为航空航天提供准确定位和导航服务,同时在飞行过程中提供重要的时间服务,特别是在航班监管和飞行安全方面。
2. 汽车导航卫星导航系统为驾驶员提供定位、导航和时间服务,改善了驾驶员的驾驶体验,加速了道路通行,并且还可以帮助我们更好地了解周边环境和交通情况。
3.渔业卫星导航系统可以为渔民提供时间、定位和导航服务,帮助渔民更好地了解天气和海洋情况,提高渔民的捕捞效率和安全性,避免风险和灾难。
4.物流运输卫星导航系统为物流行业提供真实的时间服务和定位,提高了运输的效率,减少了损失,优化了物流管理,更好地掌握资产和环资源。
四、卫星导航系统的未来发展前景卫星导航系统在技术和应用方面的发展还远远没有达到极限,未来将会见到更加先进和改进的产品和服务。
北斗卫星导航系统的现状及发展前景分析北斗卫星导航系统是中国自主建设的一项重要技术,旨在为全球用户提供高精度、高可靠的导航、定位、测量、通信等服务。
截至2021年,北斗系统已经建成全球最大的卫星导航系统之一,覆盖全球的陆地和海洋,拥有超过400颗卫星和地面站点。
与此同时,北斗系统也已成为世界卫星导航系统的重要成员之一。
北斗系统的现状:1. 产品应用广泛,包括民用和军用。
北斗系统的民用产品应用广泛,涉及交通、地震、气象、水资源、农业、渔业、金融等多个领域。
在交通领域,北斗系统已经被广泛应用于公路、铁路、水路、航空等多种交通方式。
北斗导航系统还广泛应用于公共安全、环保等领域。
北斗系统的军用产品也在国内外军事领域得到广泛应用。
中国军队在使用北斗系统方面经验丰富,包括对地导弹和无人驾驶飞机等技术的应用。
2. 高精度、高可靠。
北斗系统的精度和可靠性已经得到国际认可。
此外,北斗系统还拥有自主的安全保障技术,可以保证其在安全性、保密性方面的能力。
3. 国际影响力不断扩大。
随着北斗系统应用范围的不断扩大,其国际影响力也在逐渐提升。
北斗系统已经在全球范围内建成了106个国际共建站点,与全球主要卫星导航系统保持着网络互联,为世界各国提供服务。
北斗的发展前景:1. 未来将继续发力建设。
在未来,中国政府将继续加大对北斗系统建设的投入,并推出更多的应用场景。
这将进一步增强北斗系统的功能和可靠性,满足更广泛的用户需求。
2. 全球应用无限可能。
随着北斗系统建设的不断推进,北斗系统将为全球用户提供更加高精度、高可靠的服务。
其应用领域将进一步扩大,包括农业、乡村旅游、全球精准定位等领域,将进一步推动中国与国际社会的互动与合作。
总之,随着北斗系统战略地位的不断提升,其发展前景将更加广阔。
中国政府将继续致力于加强北斗系统的建设和应用,同时加强与国际卫星导航系统的合作,为全球用户提供高质量、高效率的导航服务。
第24卷第11期2005年11月国外电子测量技术Foreign Elect ronic Measurement TechnologyVol.24,No.11Nov.,2005作者简介:李铁(1961-,男,工程师,从事靶场GPS 设备的研究与应用。
孙贵新(1967-,男,所长,工程师,从事靶场测量设备总体的应用研究。
综述“伽利略”卫星导航系统综述李铁孙贵新(中国人民解放军91550部队大连116023摘要:“伽利略”计划是欧盟为了打破美国的GPS 在卫星导航定位这一领域的垄断而启动的迄今为止欧洲将要开发的最重要的航天计划。
无论从技术角度、经济角度、还是从战略角度出发,该计划都具有极高的研究价值。
文章重点围绕“伽利略”系统的计划、体系结构、系统服务方式及中国加入“伽利略”卫星导航系统的重大意义进行了论述。
关键词:GPS G LONASS “伽利略”计划服务方式The summ arizing over the satellite navigation system of “G alileo ”Li Tie Sun GuixinAbstract :To break t he monopoly of GPS on t he field of Global Location and Navigation of Satellite ,“Galileo ”plan is p ut forward by European U nion ,which is t he foremost space plan so far.And f rom t he angle of technique ,economy and t he strategy ,t he plan is of great value to st udy.In t his paper ,t he plan of “Galileo ”is discussed in detail in all kinds of aspect s ,such as plan of system ,struct ure of system ,t he mode of service and also t he great significance of China getting into t he system.K eyw ords :GPS ,G LONASS ,mode of service ,plan of “Galileo ”.0引言卫星导航定位系统的成功产生,促进了卫星导航定位市场这一新兴产业的发展。
全球定位系统(GPS)在地质测绘中的应用与发展摘要:本文主要探讨了全球定位系统(GPS)在地质测绘中的应用与发展。
本文介绍了GPS的基本原理和技术特点,然后分析了GPS在地质测绘领域的应用情况,并探讨了GPS技术在地质测绘中的发展趋势。
通过对相关文献的综述和案例分析,本文总结了GPS在地质测绘中的优势和不足,并提出了进一步研究的方向和建议。
关键词:全球定位系统;地质测绘;应用;发展;原理;技术特点;地质构造测量引言地质测绘是研究地球表面地貌和地质构造的重要手段,对于资源勘探、环境保护和灾害防治具有重要意义。
全球定位系统(GPS)作为一种先进的定位技术,具有高精度、高效率和全球覆盖等优点,已经广泛应用于地质测绘领域。
本文将重点探讨GPS在地质测绘中的应用情况和发展趋势。
一、GPS的基本原理和技术特点1.1 GPS的基本原理1.1.1 卫星定位原理GPS系统由一组卫星组成,这些卫星分布在地球轨道上,并以固定的轨道和时间间隔向地面发射信号。
卫星发射的信号包含了卫星的精确位置和时间信息。
接收机接收到多颗卫星的信号后,通过计算信号的传播时间差和卫星的位置信息,可以确定接收机与卫星之间的距离。
通过接收多颗卫星的信号并进行测量和计算,可以得到接收机的三维位置坐标。
1.1.2 接收机定位原理接收机是用来接收卫星信号并进行定位的设备。
接收机接收到卫星发射的信号后,首先进行信号解算,将接收到的信号转换为距离信息。
然后,接收机通过测量多颗卫星信号的传播时间差,并结合卫星的位置信息,进行三角定位计算,以确定接收机的位置。
接收机还可以通过接收更多的卫星信号,进行多点定位和时间差测量,以提高定位的精度和可靠性。
1.2 GPS的技术特点1.2.1 高精度定位能力GPS具有较高的定位精度,通常可以达到几米甚至更小的精度。
这是由于GPS系统中的卫星位置和时钟都经过精确测量和校正,并且接收机可以同时接收多颗卫星的信号进行计算,从而提高定位的精度。
北斗卫星导航系统的现状及发展前景分析北斗卫星导航系统是中国自主研发的卫星导航系统,起源于20世纪90年代。
经过多年的发展,北斗系统已经具备全球覆盖及高精度定位能力,并且在多个领域得到广泛应用。
北斗系统的现状主要表现在以下几个方面:1.全球覆盖能力:北斗系统目前已经建成了全球星座,包括3颗地球同步轨道卫星和27颗中地球轨道卫星,可实现全球范围内的定位、导航和授时服务。
北斗系统比其他导航系统所提供的北纬73.5度和南纬73.5度之外的地区还提供服务,覆盖范围广泛。
2.高精度定位能力:北斗系统的定位精度已经达到米级水平,能够满足需要精确定位的领域,如测绘、地震监测、航空航天等。
北斗系统在2020年开始提供更高精度的服务,将精度提升到厘米级水平,满足更为精细化的定位需求。
3.多元化应用:北斗系统已广泛应用于多个领域,包括交通运输、公共安全、农业、渔业、气象、资源勘探等。
在交通运输领域,北斗系统可以为车辆提供实时导航、交通管理和车辆监控等服务;在农业领域,北斗系统可用于农机导航和精准农业。
4.国际合作:北斗系统已经与多个国家签署协议,开展合作项目。
目前,北斗系统已经与巴基斯坦、泰国、埃及等国家合作建设北斗基站和开展技术交流,进一步提高了北斗系统的国际影响力。
在未来的发展中,北斗卫星导航系统有着广阔的发展前景:1.应用拓展:随着北斗系统的不断发展和完善,其在各个领域的应用将进一步拓展。
特别是在智能交通、无人驾驶、航空航天等新兴领域,北斗系统将发挥更大的作用。
2.国际影响力提升:北斗系统将进一步与其他国家的导航系统进行合作与融合,加强国际间的技术交流和合作,提高北斗系统的国际影响力。
北斗系统已经在一带一路国家中建设基站,并与联合国合作推广北斗系统,这将进一步推动北斗系统的发展。
3.技术创新:北斗系统将继续进行技术创新,提升系统的性能和精度。
北斗系统将引入新一代卫星,提高全球覆盖能力和定位精度,并将研发更加高级的应用芯片和终端设备,满足不同领域的需求。
综述全球卫星导航系统全球四大卫星导航系统:①美国的GPS②欧盟的“伽利略”③俄罗斯的“格洛纳斯”④中国的“北斗”1.美国的GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称;在机械领域GPS 则有另外一种含义:产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。
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。
经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
GPS是目前世界上最先进、最完善的卫星导航系统与定位系统。
GPS具有以下特点:全球、全天候工作,有24颗GPS卫星星座,全球覆盖率高达98%。
高精度定位,单击定位精度优于10m,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
静态定位观测效率高(快速省时高效率),快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟,然后可随时定位,每站观测只需几秒钟。
应用广泛多功能,主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。
同时,还应用于各种等级的大地测量、水下地形测量、地壳形变测量、大坝和大型建筑物变形监测,工程机械(轮胎吊,推土机等)控制等。
操作越来越简便,随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度;接收机的体积越来越小,重量越来越轻,极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度;使野外工作变得轻松愉快。
定位精度高;应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6,100-500KM可达10-7,1000KM可达10-9。
在300-1500m工程精密定位中,1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm。
观测时间短;随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,目前,20KM以内相对静态定位,仅需15-20 分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟,然后可随时定位,每站观测只需几秒钟。
测站间无须通视;可提供三维坐标;经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。
GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。
目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。
操作简便;随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度;接收机的体积越来越小,重量越来越轻,极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。
使野外工作变得轻松愉快。
全天候作业;目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。
功能多、应用广;GPS系统不仅可用于测量、导航,还可用于测速、测时。
测速的精度可达0。
1M/S,测时的精度可达几十毫微秒。
其应用领域不断扩大。
WGS-84 坐标系是目前GPS 所采用的坐标系统,GPS 所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。
WGS-84 坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z 轴指向BIH1984.0 定义的协议地球极方向,X 轴指向BIH1984.0 的起始子午面和赤道的交点,Y 轴与X 轴和Z 轴构成右手系。
GPS 静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。
其中,较为常见的方面是利用GPS 建立各种类型和等级的控制网,在这些方面,GPS 技术已基本上取代了常规的测量方法,成为了主要手段。
较之于常规方法,GPS 在布设控制网方面具有以下一些特点:测量精度高:GPS 观测的精度要明显高于一般的常规测量手段,GPS 基线向量的相对精度一般在10-5~ 10-9之间,这是普通测量方法很难达到的。
选点灵活、不需要造标、费用低:GPS 测量不要求测站间相互通视,不需要建造觇标,作业成本低,大大降低了布网费用。
全天侯作业:在任何时间、任何气候条件下,均可以进行GPS 观测,大大方便了测量作业,有利于按时、高效地完成控制网的布设。
观测时间短:采用GPS 布设一般等级的控制网时,在每个测站上的观测时间一般在1~2 个小时左右,采用快速静态定位的方法,观测时间更短。
观测、处理自动化采用GPS 布设控制网,观测工程和数据处理过程均是高度自动化的。
GPS的应用有:陆地应用;主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等。
海洋应用;包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等。
航空航天应用;包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
一般说来,GPS系统主要由三个部分组成:空间部分——GPS卫星星座地面控制部分——GPS地面监控系统用户设备部分——GPS信号接收机这三部分对GPS系统的正常工作所起的作用各不相同,缺一不可。
GPS系统的空间星座部分是由(21+3)颗卫星组成,其中21颗为工作卫星,另外3颗为备用卫星;这24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,每个轨道面包含4颗卫星;轨道面相对赤道面倾角为55度,各个轨道平面之间相距60度,即轨道的升交点赤经各相差60度;每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度,一个轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星升交角距超前30度;卫星轨道为椭圆形,平均高度约20200km,运行周期大约11小时58分。
GPS的地面控制部分主要由分布全球的6个地面站构成,其中包括卫星监测站、主控站及备用主控站、信息注入站,分别位于科罗拉多(Colorado)、盖茨堡(Gaithersbug)夏威夷(Hawaii)、南大西洋的阿松森群岛(Ascension)、印度洋的迭哥伽西严(Diego Garcia)和南太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein)。
GPS系统的用户设备部分由GPS接收机硬件和相应的数据处理软件以及微处理机及其终端设备组成,GPS接收机硬件包括接收机主机,天线和电源,它的主要功能是接收卫星发播的信号,获取定位的观测值,提取导航电文中的广播星历、卫星钟改正等参数,经数据处理而完成导航定位工作;GPS软件是指各种后处理软件包,它通常由厂家提供,其主要作用是对观测数据进行精加工,以便获得精密定位结果。
中国GPS导航的市场潜力巨大;截至到2005年底,中国拥有车载导航设备的车辆不足10万辆,相对于3000万辆的汽车总数来说,普及率不到1%;而日本的汽车车载导航安装率高达59%,欧美约占25%。
虽然中国的市场还处于起步阶段,但调查认为其增长潜力巨大;中国消费者喜欢把手机看作是时尚的标志,因此更换手机的速度远远超过其他国家的消费者;GPS终端设备在中国消费者中也越来越受欢迎。
有统计表明,2006年中国手持GPS装置的出货量达到了28.8万,年增长率高达141.5%,预计这一增长速度在未来五年内会继续;影响GPS导航市场发展的主要障碍包括,消费者对移动GPS导航了解不够,手机款式少,价格高,但随着机价格下降,以及业界厂商提高他们的推广力度,这些问题都会尽快得到解决。
2.伽利略(Galileo)卫星导航系统是由欧盟主导的全球卫星导航系统;耗资30亿欧元,共发射30颗卫星。
包括韩国、中国在内,日本、阿根廷、澳大利亚、俄罗斯等国也在参与该计划;当初的完成目标是2008年,但由于技术等问题,延长到了2011年,最新消息推迟到2014年;中国也向伽利略计划投资了296万美元。
“伽利略”系统将为欧盟成员国和中国的公路、铁路、空中和海洋运输甚至徒步旅行者有保障地提供精度为1米的定位导航服务,从而也将打破美国独霸全球卫星导航系统的格局。
伽利略卫星导航系统能打破美国在这方面的垄断地位,为欧盟赢得可观的市场份额。
权威部门预计,伽利略计划将为欧盟创造15万个高技术含量的就业岗位。
每年经济收益有100亿欧元之多。
仅出售航空和航海终端设备一项就可在2008年至2020年将获得150亿欧元收入。
为欧盟现在极力提倡的欧洲共同安全防御政策服务;欧盟认为,没有科技上的领先地位,欧盟在将来许多事务中就没有主导权。
“伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统,投入运行后,全球的用户将使用多制式的接收机,获得更多的导航定位卫星的信号,将无形中极大地提高导航定位的精度,这是“伽利略”计划给用户带来的直接好处。
“伽利略”计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统,提供高精度,高可靠性的定位服务,实现完全非军方控制、管理,可以进行覆盖全球的导航和定位功能;“伽利略”系统还能够和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS系统实现多系统内的相互合作,任何用户将来都可以用一个多系统接收机采集各个系统的数据或者各系统数据的组合来实现定位导航的要求。
“伽利略”系统可以发送实时的高精度定位信息,这是现有的卫星导航系统所没有的,同时“伽利略”系统能够保证在许多特殊情况下提供服务,如果失败也能在几秒钟内通知客户;与美国的GPS相比,“伽利略”系统更先进,也更可靠;美国GPS向别国提供的卫星信号,只能发现地面大约10米长的物体,而“伽利略”的卫星则能发现1米长的目标。
位军事专家形象地比喻说,GPS 系统,只能找到街道,而“伽利略”则可找到家门。
3. 俄罗斯的“格洛纳斯”是俄语中“GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE(全球卫星导航系统)”的缩写。
最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划;俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统;按计划,该系统将于2007年年底之前开始运营,届时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务;到2009年年底前,其服务范围将拓展到全球。
“格洛纳斯”由GLONASS星座.地面支持系统.用户设备三个部分组成GLONASS星座:GLONASS星座由27颗工作星和3颗备份星组成;27颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上,这三个轨道平面两两相隔120度,每个轨道面有8颗卫星,同平面内的卫星之间相隔45度,轨道高度2.36万公里。
地面支持系统:地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站(含激光跟踪站)和外场导航控制设备组成;系统控制中心和中央同步处理器位于莫斯科,遥测遥控站位于圣彼得堡、捷尔诺波尔、埃尼谢斯克和共青城。
用户设备:GLONASS用户设备(即接收机)能接收卫星发射的导航信号,并测量其伪距和伪距变化率,同时从卫星信号中提取并处理导航电文;接收机处理器对上述数据进行处理并计算出用户所在的位置、速度和时间信息。