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[图]全面解读GPS全球卫星导航定位系统
 
慧聪网   2005年8月15日11时36分   信息来源:IT168    

  全球定位系统(Global Positioning System - GPS)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,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。经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

  随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓,目前已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。

  GPS系统的特点:

  1、全球,全天候工作:
 
  能为用户提供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。不受天气的影响。

  2、定位精度高:

  单机定位精度优于10米,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。

  3、功能多,应用广:

  随着人们对GPS认识的加深,GPS不仅在测量,导航,测速,测时等方面得到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大。

  GPS的发展

  在卫星定位系统出现之前,远程导航与定位主要用无线导航系统。

  1、无线电导航系统

  罗兰--C:工作在100KHZ,由三个地面导航台组成,导航工作区域2000KM,一般精度200-300M。

  Omega(奥米茄):工作在十几千赫。由八个地面导航台组成,可覆盖全球。精度几英里。

  多卜勒系统:利用多卜勒频移原理,通过测量其频移得到运动物参数(地速和偏流角),推算出飞行器位置,属自备式航位推算系统。误差随航程增加而累加。

  缺点:覆盖的工作区域小;电波传播受大气影响;定位精度不高

  2、卫星定位系统

  最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统(Transit),1958年研制,64年正式投入使用。由于该系统卫星数目较小(5-6颗),运行高度较低(平均1000KM),从地面站观测到卫星的时间隔较长(平均1.5h),因而它无法提供连续的实时三维导航,而且精度较低。为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求。1973年美国国防部制定了GPS计划。

  3、GPS发展历程

  GPS实施计划共分三个阶段:

  第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。

  第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准

  第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成,今后将根据计划更换失效的卫星。

 
 
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