全球定位系統

全球定位系統GPS是一個先進的衛星導航系統由美國政府開發。

它能為地球表面絕大部分地區提供準確的定位、測速和高精度的標準時間。

GPS 起源于 20 世紀 50 年代末的空間競賽其發展歷經多個階段。

最初是美軍研制的子午儀衛星定位系統存在定位精度不高、無法提供高度信息等缺陷后美國海軍研究實驗室和空軍提出新的計劃最終于 1973 年美國國防部將相關計劃合二為一啟動了 GPS 項目。

GPS 由三部分組成包括空間部分24 顆衛星構成的星座、地面控制部分主控站、監測站和地面控制站和用戶設備部分GPS 信號接收機。

其工作原理是通過測量已知位置的衛星與用戶接收機之間的距離利用多顆衛星的數據綜合分析來精確確定接收機的位置。

GPS 定位需要至少接收到 4 個衛星的信號通過解調衛星信號獲取導航電文包括衛星星歷、工作狀態、時鐘修正等信息由于用戶接收器的時鐘與衛星的時鐘不同步計算時需引入時間差作為未知數。

GPS 差分技術能修正 GPS 的誤差提升定位精度通過基準站計算誤差并發送改正值用戶站接收后修正定位結果。

根據差分 GPS 基準站發送信息方式可分為位置差分、偽距差分和相位差分。

GPS 在民用領域應用廣泛涵蓋農業、航空、環境監測、城市工程、物流等在軍事領域也是不可或缺用于導航定位、同步作戰行動等在定時方面為通信、金融、電力等領域提供精確時間數據。

為滿足特殊需求GPS 有多種增強系統如全國范圍差分 GPS 系統、廣域增強系統、持續運行參照站、全球差分 GPS、國際 GNSS 服務等。

未來GPS 將不斷發展面臨技術創新和應對挑戰。

同時全球還有其他衛星定位系統如俄羅斯的 GLONASS 系統、中國的北斗系統、歐洲的伽利略系統等。