全球定位系统（GPS）简介

全球定位系统，简称GPS，是20世纪美国在航天领域的三项重大成就之一，与航天飞机和阿波罗登月打算齐名。这一系统集成了航空、无线电通信和计算机技术，成为现代导航技术的标志性成果。

GPS系统由24颗在轨卫星组成的网络和全球范围内的地面监控设施共同构成。设计的卫星布局确保地球上任意地方至少能并且接收到4颗卫星的信号。卫星持续发送包含自身位置信息和测距码的信号，用户经过GPS接收器捕捉这些信号，依据特定算法解析出接收位置的速度和坐标，实现精准定位追踪。

**进展历程**

20世纪50年代末，苏联首颗人造卫星激发了美国科学家的研究，他们利用多普勒效应开辟了TRANSIT卫星导航系统，标志着导航技术的重大突破。但是，受限于技术，该系统无法满足高精度定位需求，促使美国从1973年起开始构建GPS系统。通过多年的研发与卫星部署，GPS系统于1994年完成，耗资巨大，但实现了全天候、全球范围内的三维导航与定位能力。

**系统构成**

GPS体系由三大部分组成：卫星星座、地面监控系统和用户接收设备。

-**卫星星座**：由21颗工作卫星及3颗备份卫星构成，分布在六个轨道平面上，保证全球覆盖，每颗卫星发射L1和L2两个频率的信号，搭载高精度原子钟确保信号的稳定。

-**地面操纵**：包括监控站、主控站和上行注入站，负责卫星轨道监控、数据计算和指令传输。

-**用户设备**：GPS接收机接收信号，解码卫星信息，计算出精确的三维位置、速度和时刻。

**定位原理**

GPS定位分为单点定位和差分定位，后者经过多接收机间的比较大大提升精度。通常，利用4颗卫星的数据解算出位置，而双频接收机能减少大气干扰，提高精度。差分GPS技术经过基准站的修正信息，进一步将定位精度提升至几米范围内。

总的来讲，GPS作为全球共享的导航资源，其广泛的应用依赖于精确的卫星网络、复杂的地面支持和高效的定位算法，为各类用户提供着至关重要的位置服务。

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来源：多特软件站