GPS是由美国国防部开发的星基无线电导航系统。GPS每天24小时为全球陆、海、空用户全天侯提供三维位置、速度和时间。它比其它无线电导航系统精度更高。GPS由三部分组成:空间段、控制段和用户段。空间段由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成。卫星轨道高度20,200 km,倾角55度,周期12小时。卫星的轨道分布保证在世界各地任何时间可见到至少6颗卫星。卫星连续向用户提供位置和时间信息。控制段由一个主控站、5个监测站、三个注入站组成。主控站位于Colorado。监测站跟踪视野内所有GPS卫星、收集卫星测距信息,并把收集的信息送到主站。主站计算卫星精密轨道,并产生每颗卫星的导航信息,通过注入站传送到卫星。用户段由接收机、处理器和天线组成。通过接收卫星广播信息计算出用户的位置速度和时间。GPS的概念是基于卫星测距。用户通过测量他们到卫星的距离来计算自己的位置。卫星的位置当已知值。每个GPS卫星发送位置和时间信号。用户接收机测量信号到达接收机的时间延迟,相当于测量用户到卫星的距离。同时测量四颗卫星可以解出位置、速度和时间。
GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写,应该翻译为全球(卫星)定位系统。该系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。它是在地球上空布设24颗GPS专用卫星,卫星轨道即每时刻的精确位置由地面监控站测定,并通过卫星用无线电波向地面发播;地面上用GPS接收机同时接收4颗以上卫星信号,根据卫星的精确位置以求得地面点位置。它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息。 GPS具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点,促使大地测量的作用大大向外扩展延伸。其作用可归纳如下一些:为飞机、船舶、运载体提供定位和导航信息;布设城市、矿山、海洋等各类控制网,不需造标观测,可灵活方便又廉价的满足经济建设和国防建设的需要;布设地面监测网,可监测地壳形变、板块运动、固体潮、海平面升降等地球动力学现象;可用于标定国界、海疆和联测沿海岛屿;用于建立以地球质心为坐标系原点的地心坐标系,为建立大地测量参考框架提供资料;利用GPS和水准测量资料精化大地水准面;应用在已知点上的GPS观测资料,可反求大气对流层的气象元素等等。
全球定位系统(Global Positioning System,通常简称GPS)是一个中距离圆型轨道卫星定位系统。它可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。最少只需其中4颗卫星,就能迅速确定您在地球上的位置;所能收接收到的卫星数越多,解码出来的位置就越精确。您在确定位置时,仅需要一台像手机大小的“卫星定位仪”就可以了。这可比传统的测量定位、罗盘定位等先进多了。 该系统是由美国政府建设和维护的。目前有民用和军规两类。民用讯号精确度大概在 100 米左右;军规的精度在十米以下。使用者只需拥有GPS接收机,使用时不需要另外付费。GPS有2D导航和3D导航分,在卫星信号不够时无法提供3D导航服务,而且海拔高度精度明显不够,有时达到10倍误差。但是在经纬度方面经改进误差很小。卫星定位仪在高楼林立的地区扑捉卫星信号要花较长时间。 为了使民用的精确度提升,科学界发展另一种技术,称为差分全球定位系统(Differential GPS), 简称DGPS。亦即利用附近的已知参考座标点(由其它测量方法所得), 来修正 GPS 的误差。再把这个即时(real time)误差值加入本身座标运算的考虑, 便可获得更精确的值。
