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gps传感器使用方法_gps接收机气象传感器
tamoadmin 2024-09-07 人已围观
简介1.卫星定位的新世纪2.工程测量常用方法与仪器3.GPS的工作原理是？4.通讯的发展 development of ?communication全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息，精确的距离测量需要精确的时钟。因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应。 准确度在30米之内的GPS接受器就意味着它已经利用了相对论效应。华盛顿大学的物理学家Clifford M. Will详
1.卫星定位的新世纪
2.工程测量常用方法与仪器
3.GPS的工作原理是？
4.通讯的发展 development of ?communication
全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息，精确的距离测量需要精确的时钟。因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应。 准确度在30米之内的GPS接受器就意味着它已经利用了相对论效应。华盛顿大学的物理学家Clifford M. Will详细解释说：“如果不考虑相对论效应，卫星上的时钟就和地球的时钟不同步。”相对论认为快速移动物体随时间的流逝比静止的要慢。Will计算出，每个GPS卫星每小时跨过大约1.4万千米的路程，这意味着它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。 而引力对时间施加了更大的相对论效应。大约2万千米的高空，GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。结果就是星载时钟每天快45微秒， GPS要计入共38微秒的偏差。Ashby解释说：“如果卫星上没有频率补偿，每天将会增大11千米的误差。”(这种效应实事上更为复杂，因为卫星沿着一个偏心轨道，有时离地球较近，有时又离得较远。)
编辑本段GPS前景
由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。据有关专家预测，在美国，单单是汽车GPS导航系统，2000年后的市场将达到30亿美元，而在我国，汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见，GPS技术市场的应用前景非常可观。
编辑本段GPS特点
全球定位系统的主要特点：(1)全天候；(2) 全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。
编辑本段GPS功用
全球定位系统的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；(2)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；(3)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。
编辑本段GPS应用
主要是为船舶，汽车，飞机等运动物体进行定位导航。例如： 1.船舶远洋导航和进港引水 2.飞机航路引导和进场降落 3.汽车自主导航 4.地面车辆跟踪和城市智能交通管理 5.紧急救生 6.个人旅游及野外探险 7.个人通讯终端（与手机，PDA，电子地图等集成一体） 1.电力，邮电，通讯等网络的时间同步 2.准确时间的授入 3.准确频率的授入 1.各种等级的大地测量，控制测量 2.道路和各种线路放样 3.水下地形测量 4.地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测 5.GIS应用 6.工程机械（轮胎吊，推土机等）控制 7.精细农业
编辑本段GPS在道路工程中的应用
GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。
编辑本段GPS在汽车导航和交通管理中的应用
三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。 （1）车辆跟踪 利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并可任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。 （2）提供出行路线规划和导航 提供出行路线规划是汽车导航系统的一项重要的功能，它包括自动线路规划和人工线路设计。自动线路规划是由驾驶者确定起点和目的地，由计算机软件按要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线的计算。人工线路设计是由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立路线库。线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计路线，并同时显示汽车运行路径和运行方法。 （3）信息查询 为用户提供主要物标、如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上显示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。 （4）话务指挥 指挥中心可以监测区域内车辆运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。 （5）紧急援助 通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。
编辑本段GPS的其它应用
GPS除了用于导航、定位、测量外，由于GPS系统的空间卫星上载有的精确时钟可以发布时间和频率信息，因此，以空间卫星上的精确时钟为基础，在地面监测站的监控下，传送精确时间和频率是GPS的另一重要应用，应用该功能可进行精确时间或频率的控制，可为许多工程实验服务。此外，还可利用GPS获得气象数据，为某些实验和工程应用。 全球卫星定位系统GPS是今年以来开发的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性、全能性、全天侯性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在发达国家，GPS技术已经开始应用于交通运输和交通工程。目前，GPS技术在中国道路工程和交通管理中的应用还刚刚起步，随着中国经济的发展，高等级公路的快速修建和GPS技术的应用研究的逐步深入，其在道路工程中的应用也会更加广泛和深入，并发挥更大的作用。 数据接口格式：这得细谈谈。GPS可以输出实时定位数据让其他的设备使用，这就牵扯到了数据交换协议。几乎现在所有的GPS接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。NMEA协议有0180、0182和0183三种，0183可以认为是前两种的超集，现在正广泛的使用，0183有几个版本，V1.5 V2.1。所以，如果大家的GPS接收机如果要联上笔记本里通用的GPS导航程序，比如OZIEXPLORER和俺的GPSRECEIVER，就应该选择NEMA V2.0以上的协议。NMEA规定的通讯速度是4800 b/S。现在有些接收机也可以提供更高的速度，但说实话，没有什么用，4800就足够了。
编辑本段GPS种类
GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。 GPRS手机
编辑本段按接收机的用途分类
导航型接收机
此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机 一般用C/A码伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为±10m，有SA影响时为±100m。 这类接收机价格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为： 车载型——用于车辆导航定位； 航海型——用于船舶导航定位； 航空型——用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快，因此，在航空上用的接收机 要求能适应高速运动。 星载型——用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上，因此对接收机的要求更高。
测地型接收机
测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要用载波相位观测值 进行相对定位，定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。
授时型接收机
这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。
编辑本段按接收机的载波频率分类
单频接收机
单频接收机只能接收L1载波信号，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除 电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（<15km）的精密定位。 导航仪
双频接收机
双频接收机可以同时接收L1，L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层 对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。
编辑本段按接收机通道数分类
GPS接收机能同时接收多颗GPS卫星的信号，为了分离接收到的不同卫星的信号，以实现对卫星信号 的跟踪、处理和量测，具有这样功能的器件称为天线信号通道。根据接收机所具有 的通道种类可分为： 多通道接收机 序贯通道接收机 多路多用通道接收机 4.2.4 按接收机工作原理分类 码相关型接收机 码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。 平方型接收机 平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号 通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。 混合型接收机 这种仪器是综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值。 干涉型接收机 这种接收机是将GPS卫星作为射电源，用干涉测量方法，测定两个测站间距离。 经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
编辑本段测地型GPS
测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要用载波相位观测值 进行相对定位，定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。根据使用用途和精度，又分为静态（单频）接收机和动态（双频）接收机即RTK. 目前，在GPS技术开发和实际应用方面，国际上较为知名的生产厂商有美国Trimble（天宝）导航公司、瑞士Leica Geosystems（徕卡测量系统）、日本TOPCON（拓普康）公司、美国Magellan（麦哲伦）公司（原泰雷兹导航）、国内有中海达、上海华测导航、南方测绘等。 Trimble（天宝）的GPS接收机产品主要有SPS751、SPS851、SPS781、SPS881、R8、R8GNSS、R7、R6及5800、5700等。其作为美国军方控股企业，是世界上最早研究与生产的GPS的部分企业之一，其中，SPS881,R8GNSS为72通道GPS/WAAS/EGNOS接收机，它把三频GPS接收机、GPS天线、UHF无线电和电源组合在一个袖珍单元中，具有内置Trimble Maxwell 5芯片的超跟踪技术。即使在恶劣的电磁环境中，仍然能用小于2.5瓦的功率提供对卫星有效的追踪。同时，为扩大作业覆盖范围和全面减小误差，可以同频率多基准站的方式工作。此外，它还与Trimble VRS网络技术完全兼容，其内置的WAAS和EGNOS功能提供了无基准站的实时差分定位。SPS751、SPS851、SPS551还具有接收星站差分改正信息的功能，最高单机定位精度可达到5cm。 Leica Geosystems（徕卡测量系统）是全球著名的专业测量公司，其不仅在全站仪、相机方面对行业产生了很大的影响，而且在测量型GPS的研发及GPS的应用上也做出了极大的贡献，是快速静态、动态RTK技术的先驱。其GPS1200系统中的接收机包括4种型号：GX1230 GG/ATX1230 GG、GX1230/ATX1230、GX1220和GX1210。 其中，GX1230 GG/ATX1230 GG为72通道、双频RTK测量接收机，接收机集成电台、GSM、GPRS和CDMA模块，具有连续检核（SmartCheck+）功能，可防水（水下1m）、防尘、防沙。动态精度：水平10mm+1ppm，垂直20mm+1ppm；静态精度：水平5mm+0.5ppm，垂直10mm+0.5ppm。它在20Hz时的RTK距离能够达到30km甚至更长，并且可保证厘米级的测量精度，基线在30公里时的可靠性是99.99%。 日本TOPCON（拓普康）公司生产的GPS接收机主要有GR-3、GB-1000、Hiper系列、Net-G3等。其中，GR-3大地测量型接收机可100％兼容三大卫星系统（GPS+GLONASS+GALIEO）的所有可用信号，他不仅仅是世界上最早研发出能同时接收美国的GPS与俄罗斯GLONASS两种卫星信号的双星技术的厂家，也是现今世界上唯一可以同时接收所有GNSS卫星的接收机技术，有72个超级跟踪频道，每个通道都可独立追踪三种卫星信号，用抗2米摔落坚固设计，支持蓝牙通讯，内置GSM/GPRS模块（可选）。静态、快速静态的精度：水平3mm+0.5ppm，垂直5mm+0.5ppm；RTK精度：水平10mm+1ppm，垂直15mm+1ppm；DGPS精度：优于25cm。值得一提的是，该款接收机于2007年2月在德国获得了2007年度iF工业设计大奖，这款仪器的外观打破了测量型GPS的常规模式，更具科学性与人性化设计。 中海达测绘的GPS接收机产品主要包括静态一体化接收机HD-8200G和GD-8200X，其中HD-8200G配备有无线遥控器，可远距离查看卫星状况等关键信息，8200X配备有语音导航功能，可通过面板直接设置静态集关键参数卫星高度角和样间隔。RTK产品主要有珠峰HD-5800、V8 CORS RTK、V8 GNSS RTK。RTK作业精度：静态后处理精度： 平面：±2.5mm＋1ppm，高程：±5.0mm＋1ppm，RTK定位精度： 平面：±1cm＋1ppm，高程：±2cm＋1ppm，码差分定位精度：0.45m（CEP），单机定位精度：1.5m（CEP）。V8具有八大创新技术。 华测导航的GPS接收机产品主要有X60CORS、X20单频接收机、X90一体化RTK、X60双频接收机等。国内通过中华人民共和国制造计量器具许可证获得的精度最高的产品，其中，X90为28通道双频GPS接收机，集成双频GPS接收机、双频测量型GPS天线、UHF无线电、进口蓝牙模块和电池，动态精度：水平10mm+1ppm，垂直20mm+1ppm；静态精度：水平5mm+1ppm，垂直10mm+1ppm，能达到10－30公里的作用范围（因实际地域情况有所差别），既可以承受从3米高度跌落到坚硬的地面，也可浸入水下1米深处进行测量。X90具有静态、快速静态、RTK、PPK、码差分等多种测量模式，精度范围为毫米级到亚米级。 而且可与天宝，徕卡等主流品牌联合作业。 南方测绘的GPS接收机产品主要有RTK S82、S86、蓝牙静态GPS、等。其中S82用一体化设计，集成GPS天线、UHF数据链、OEM主板、蓝牙通讯模块、锂电池，其RTK定位精度：平面±（2cm+1ppm），垂直±（3cm+1ppm）；静态后处理精度：平面±（5mm+0.5ppm），垂直±（10mm+1ppm）；单机定位精度：1.5m(CEP)；码差分定位精度：0.45m(CEP)。
编辑本段车载GPS
当通过硬件和软件做成GPS定位终端用于车辆定位的时候，称为车载GPS,但光有定位还不行，还要把这个定位信息传到报警中心或者车载GPS持有人那里，我们称为第三方。所以GPS定位系统中还包含了GSM网络通讯（手机通讯），通过GSM网络用短信的方式把卫星定位信息发送到第三方。通过微机解读短信电文，在电子地图上显示车辆位置。这样就实现了车载GPS定位。 与此同时，在车上安装相应的探测传感器，利用车载GPS定位的GSM网络通讯功能，同样能把防盗报警信息发送到第三方，或者把这个报警电话、短信直接发送到车主手机上，完成车载GPS防盗报警。这里可以看出，车载GPS定位的GSM网络部分实际上是一个智能手机，可以和第三方互相通讯，还可以把车辆被抢，司机被劫、被等信息发送到第三方。 所以说车载GPS定位是定位、防盗、防劫的。
编辑本段类似车载GPS
类似车载GPS终端的还有定位手机、个人定位器等。GPS卫星定位由于要通过第三方定位服务，所以要交纳不等的月/年服务费。 目前所有的GPS定位终端，都没有导航功能。因为再需要增加硬件和软件，成本提高。 我们在电视里看到的车载GPS广告，和上述的车载GPS完全是两回事。它是一种GPS导航产品，当需要导航时，首先定位，也就是导航的起点，这与真正的GPS定位是不同的，它不能把定位信息传送到第三方和持有人那里，因为导航仪中缺少手机功能。比如你把导航仪放在车里，你朋友把车借开走了，导航仪不能发信息给你，那你就无法查找车辆位置。所以导航仪是不能定位的。 你说我买的是导航手机该行了吧，你想想，你把导航手机放在车上，现在车被盗了，那个手机会自己给你或第三方打电话发短信吗？它是需要人来操作的。所以说目前的导航终端都没有定位功能。 导航终端可以导航路线，让你在陌生的地方不迷路，划出路线让你到达目的地，告诉你自己当前位置，和周边的设施等等。 中国目前在GPS应该上取得了很大的市场.其中有很多公司是导航的.但是也有在GPS行业做定位管理的。 各种GPS/GIS/GSM/GPRS车辆监控系统软件、GSM和GPRS移动智能车载终端、系统的二次开发车辆监控系统整体搭建方案.系统广泛应用于公安，医疗，消防，交通，物流等领域。该方案基于NXP的PNX1090 Nexperia移动多媒体处理器硬件和由NXP与合作伙伴ALK Technologies联合开发的软件。NXP声称，该方案提供了设计师搭建一个带导航能力的低成本、多媒体功能丰富的便携式媒体播放器所需的一切，这些多媒体功能包括：MP3播放、标准和晰度播放和录制、FM收音、图像存储和游戏。NXP以其运行于PNX0190上的swGPS Personal软件来实现GPS计算，从而取代了一个GPS基带处理器，进而降低了材料清单(BOM)成本并支持现场升级。 跟随GPS 的一系列关联的应用都设计到数学和算法，和GIS系统，地图投影，坐标系转换! 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度，普遍用差分GPS(DGPS)技术，建立基准站(差分台)进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS（DGPS），定位精度可提高到5米。
编辑本段GPS预警器
GPS预警器是通过GPS卫星在GPS预警器中设定坐标来完成的，比如遇到一个电子眼，然后通过相关设备在电子眼的正下方设立一个坐标，这样，使得装上这个坐标点数据的预警器到达这个点时，在达到坐标点的前300米左右就会开始预警，告诉车主前面有电子眼测速，不能超速驾驶，这样就起到一个预警作用。这样的准确率跟数据点的多少是有关系的，主要就是利用卫星的定位来实现了。 试机辨真 记者通过汽车美容店的一朋友协助，挑选了4款所谓的“GPS预警机”，通过调研和试机对比，确认其中一款是冒牌GPS的“电子狗”。并得出以下结论： A. GPS预警器：一个预警点报警一次，单向预警；定点报警，不受干扰；预警准确率可达98%以上。可选择的音乐和语音种类多，音质较好。 B.GPS预警器：同一个预警点报警两次（驶向预警点和离开预警点都报警）；会受某些公共设施如电塔干扰误报警；多有漏报，准确性率低不足70%；报警音乐和语音单一，音质较差 GPStar智能GPS系统 主要由两大部分组成，即：本地的监控中心软件管理平台和远程的GPS智能车载终端。远程的GPS智能车载终端将车辆所处的位置信息、运行速度、运行轨迹等数据传回到监控中心，监控中心接收到这些数据后，会立即进行分析、比对等处理，并将处理结果以正常信息或者报警信息两类形式显示给管理员，由管理员决定是否要对目标车辆取必要措施。
编辑本段卫星定位系统
（positioning system by satellite）利用卫星进行无线电定位的系统。可分为静止卫星定位系统和非静止卫星定位系统两大类。 静止轨道卫星定位系统 一般用有源定位方式，是由相距较远（卫星与地心连线的夹角应大于30°）的2颗或3颗静止卫星、中心地球站及移动用户终端组成。当已知静止卫星的位置、用户的海拔标高，并能测得2颗或3颗静止卫星到用户终端的距离，从而根据几何学三维坐标确定位置的原理可对移动用户终端进行定位。2颗静止卫星构成的定位系统只能获得用户的二维坐标，因此需要知道用户的海拔标高。3颗静止卫星构成的定位系统可直接获得用户的三维坐标。 该系统的定位精度误差一般在几十米，距离赤道越近误差越大，可达百余米。对卫星的仰角过小的高纬度地区或卫星非覆盖区，静止卫星定位系统不能定位。在有源定位方式中，用户终端应具有收发能力和应答功能。中心站通过测量用户的应答信号经不同卫星返回的时间，可求出移动用户的三维空间坐标，自动给出经度和纬度显示，从而实现中心站对用户的定位。这种系统，通常在完成定位的同时，还具有一定的双向数据传输功能。适用于大范围移动车辆的调度。因为是有源定位，移动用户的数量将受限于系统的设计容量。 中国的“北斗”系统属于静止卫星定位系统。 非静止轨道卫星定位系统 一般是由中、低轨上的多颗卫星（星座）和移动用户终端构成的无线电定位系统。通常用无源定位方式，即依靠定位接收机接收来自多颗卫星的导航定位信号进行自定位。典型的系统如美国的GPS和前苏联的GLONASS。
卫星定位的新世纪
RS是指遥感，是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。 遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。
遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来的十年中，预计遥感技术将步入一个能快速，及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率，光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展，尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透，将会越来越广泛。
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。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，并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
其实GPS可以：
GPS的应用都是基于两个基本服务
1.空间位置服务
GPS应用范围
GPS应用范围
①.定位：如汽车防盗、地面车辆跟踪和紧急救生。
②.导航：如船舶远洋导航和进港引水、飞机航路引导和进场降落、智能交通、汽车自主导航及导弹制导。
③测量：主要用于测量时间、速度、及大地测绘，如水下地形测量、地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测及浮动车数据，利用GPS定期记录车辆的位置和速度信息。从而计算道路的拥堵情况。
2、时间服务
①系统同步：如CDMA通信系统和电力系统
②授时：准确时间的授入、准确频率的授入
地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
许多学科受益于地理信息系统技术。活跃的地理信息系统市场导致了GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。这些发展反过来导致这项技术在科学、、企业和产业等方面更广泛的应用，应用包括房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流。
由此可见，GPS只能解决“在哪里”的问题，RS只能解决“是什么样”的问题，把这些信息放到GIS里，它们才变得全面而且有意义。
比如巡航导弹，你光有目标的GPS坐标没用，以前得派遥感卫星查清飞行路线沿途的地理状态，把这些海拔高度数据输入导弹，它才知道怎样绕过山岭，沿着地形不断自动调整高度，实现全程超低空突防。这种纯GPS与RS的结合比较费劲，如果有了GIS数据库，一查就知道沿途的状态，不必每次都派卫星去侦察一番。
1.地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的进行成图和分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
资料来源：百度百科-地理信息系统
2.遥感（remote sensing）是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物。
资料来源：百度百科-遥感
3.利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。
资料来源：百度百科-GPS
工程测量常用方法与仪器
进入21世纪，全球定位系统（GPS）在各方面的应用都将加强和发展。本文对GPS走向21世纪时的最新发展情况，特别是当前国际GPS服务（1GS）的产品内容、应用和服务等方面作重点介绍。
一 、GPS连续运行站网和综合服务系统的发展
在全球地基GPS连续运行站（约200个）的基础上所组成的IGS(International GPS Service），是GPS连续运行站网和综合服务系统的范例。它无偿向全球用户提供GPS各种信息，如GPS精密星历、快速星历、预报星历、IGS站坐标及其运动速率、IGS站所接收的GPS信号的相位和伪距数据、地球自转速率等。这些信息在大地测量和地球动力学方面支持了无数的科学项目，包括电离层、气象、参考框架、精密时间传递、高分辨的推算地球自转速率及其变化、地壳运动等。
（1） IGS现在提供的轨道有三类：一是最终（精密）轨道，要在10—12天以后得到它，常用于精密定位；二是快报轨道，要在1天以后得到，它常用于大气的水汽含量、电离层计算等；还有一类是预报轨道。
关于对GPS星钟偏差方面的估计，只有两个IGS分析中心提供。IGS近200个永久连续运行的全球跟踪站中，使用的外部频率标准近70个，其中约30个使用氢钟，约20个使用铯原子钟，约20个使用铷原子钟，其余的使用GPS内部的晶体震荡器。
（2） IGS还提供极移和世界时信息。IGS公布的最终的每日极坐标（x，y），其精度为±0.1mas，快报的相应精度为±0.2mas。GPS作为一种空间大地测量技术，本身并不具备测定世界时（UT）的功能，但由于一方面GPS卫星轨道参数和UT相关，另一方面，也和测定地球自转速率有关，而自转速率又是UT的时间导数，因此IGS仍能给出每天的日长（LOD）值。IGS还能进一步求定章动项和高分辨率的极移（达每2小时1次，而不是1天1次），后者主要源于IGS各观测站观测质量的提高，数据传输迅速和及时，以及数据处理方法的改进，并没有本质的改变，而前者却是技术上的一个跨跃。
（3） IGS提供的一个极为有用和重要的信息是IGS的那些连续运行站（跟踪站）的坐标、相应的框架、历元和站移动速度。前者精度好于1cm，后者精度好于1mm/y。IGS站坐标所用的坐标参考框架是和IERS互相协调的。1993年末开始使用ITRF91，1994年使用ITRF92，1995年到1996年中期使用ITRF93，1996年中期到1998年4月一直使用ITRF94，1998年3月1日转而用ITRF96，1999年8月1日开始IGS用ITRF。
（4） IGS在测定短期章动方面的新贡献。
GPS技术不能确定UT，而只能确定日长。同样这一原则也适用于章动，即GPS数据不能测定章动的经度和倾角，但能确定这些量的时间变率（对时间的导数）。基于这一原理，用了3年的每天的ψ和ε值的资料，估算短期章动项的章动振幅，并与VLBI结果作了比较。结论认为，就测定章动短周期项而言，GPS方法优于VLBI，而对超过1个月以上的长周期而言，VLBI较优。
由于对GPS技术的IGS作出了如此大的成绩和贡献，因此1999年9月各国的VLBI站和SLR站决定也组织类似于IGS的相应的IVS和IVRS。法国的DORIS和德国的PRARE也正在考虑成立类似模式的国际组织。力求使这类空间大地测量观测系统组织起来，提高效率、提高精度和可靠性。
就地区性的GPS连续运行站网和综合服务系统而言，发达国家也已做了很多这方面工作，取得了进展。在美国布设了GPS“连续运行参考站”（CORS）系统。它由美国大地测量局（NGS）负责，该系统的当前目标是（1）使美国各地的全部用户能更方便的利用它来达到厘米级水平的定位和导航；（2）促进用户利用CORS来发展GIS；（3）监测地壳形变；④求定大气中水汽分布；⑤监测电离层中自由电子浓度和分布。
截止1999年9月CORS已有156个站，而美国NGS宣布为了强化CORS系统，以每个月增加3个站的速度来改善该系统的空间覆盖率。此外，CORS的数据和信息包括接收的伪距和相位信息、站坐标、站移动速率矢量、GPS星气、站四周的气象数据等，用户可以通过信息网络，如Internet很容易下载而得到。
英国建立的“连续运行GPS参考站”（COGPS）系统的功能和目标类似于上述CORS，但结合英国本土情况还多了一项监测英伦三岛周围的海平面相对和绝对变化的任务。英国的COGPS由测绘局、环保局、气象局、农业部、海洋实验室共同负责。已有近30个GPS连续运行站，今后的打算是扩建COGPS系统和建立一个中心，其主要任务是传输、提供、归档、处理和分析GPS各站数据。
日本已建成全国近1200个GPS连续运行站网的综合服务系统。它在以监测地壳形变、预报地震为主功能的基础上，结合气象和大气部门开展GPS大气学的服务。
二、 GPS应用于电离层监测
GPS在监测电离层方面的应用，也是GPS空间气象学的开端。太空中充满了等离子体、宇宙线粒子、各种波段的电磁辐射，由于太阳常在1秒钟内抛出百万吨量级的带电物，电离层由此而受到强烈干扰，这是空间气象学研究的一个对象。通过测定电离层对GPS讯号的延迟来确定在单位体积内总自由电子含量（TEC），以建立全球的电离层数字模型。
GPS卫星发射L1和L2。两个载波。由这两个载波可以削弱电离层对GPS定位的影响，或者说可以求定电离层折射。因为这一折射和载波频率有关。
当人们建立地区或全球电离层数字模型时，总是作简化的定，所有自由电子含量都表示在一个单层面上，该面离地面高为H。这样的话，电子含量正可以用在接收机和卫星连线与此单层面交点（刺入点）处的电子含量Es表示，它可以视为E与刺入点处天顶距Z'的函数Ecos Z'=Es。可以将在球面上的电子浓度Es加以模型化，例如写成经纬度的球谐函数等，这方面有很多专家提出了各种模型。IGS提出了一种电离层地图的交换格式（10nosphere Map Exchange Format，IONEX—Format），它的作用是使基于各种理论和技术所获得的电离层地图能在统一规格的基础上进行综合和比较。电离层模型有各不相同的理论基础，而取得的数据来源的技术也不同，数据覆盖面也不完整，所以只能将IGS和全球各种TEC的图和GPS卫星讯号的差分码偏差（differential code biases—DCBS）用IONEX形式向全世界用户提供，下一步将通过比较，逐步联合起来。
三、 GPS应用于对流层监测
在GPS应用中，早期主要是轨道误差影响定位精度，而且早期的GPS基线相对来说比较短，高差不大，因此对对流层的研究没有给予很大的重视。直到由于GPS轨道精度大大提高后，对流层折射已成为限制GPS定位精度提高的一个重要障碍。设一个高程基本为零的地区，接收机所接收的GPS讯号从天顶方向传来的话，其延迟可以达到2．2—2．6m这一量级，而2小时内这一延迟变化可达10cm不是少见的（所以IGS分析中心提供的对流层参数是用2小时间隔一次）。也由于这个实际情况，对流层折射要顾及其随机过程的变化来加以模型化。
在GPS应用于对流层研究中，IGS的快速轨道和预报轨道信息对于天气预报会起重大作用。此外，IGS通过德国GFZ的“IGS对流层比较和协调中心”提供的每2小时的对流层天顶延迟系列就象是控制点，对于区域性或局部性的对流层研究来说，可以起到对流层延迟绝对值的标定作用。
与地基GPS大气监测不同，星基或空基GPS掩星法测定气象的技术有覆盖面广，垂直分辨好，数据获取速度快的优点。这一技术的原理是将GPS接收机放在某一低轨卫星（LEO）或飞行器的平台上，该GPS接收机一方面起到对该卫星（或飞行器）精确定轨的作用，同时又应用GPS掩星技术起到大气探测器的作用。在19年进行的GPS/MET研究项目，证实了这个设想是可行的。预定于2000年4月发射的CHAMP卫星要利用GPS掩星法进行全球对流层折射（包括大气可降水分）的测定。
在今后几年中，还有阿根廷的SAC—C，的COS—MIC，这些LEO卫星都要用星载GPS来定轨和利用掩星法测大气。
今后利用星载GPS的气象和电子浓度截面数值，结合地面GPS站数据，作成层折图像提供使用。今后3年中GPS/MET项目研究还要进行6次，预计它将在天气预报、空间天气预报、气象监测方面做出巨大贡献。
四 、GPS作为卫星测高仪的应用
多路径效应是GPS定位中的一种噪音，至今仍是高精度GPS定位中一个很不容易解决的“干扰”。过去几年利用大气对GPS信号延迟的噪声发展了GPS大气学，也正在利用GPS定位中的多路径效应发展GPS测高技术，即利用空载GPS作为测高仪进行测高。它是通过利用海面或冰面所反射的GPS信号，求定海面或冰面地形，测定波浪形态，洋流速度和方向。通常卫星测高或空载测高测的是一个点，连续测量结果在反向面上是一个截面，而GPS测高则是测量有一定宽度的带，因此可以测定反射表面的起伏（地形）。据报告，试验时在空载平面安装2台GPS接收机，1台天线向上用于对载体的定位，1台天线向下，用于接收GPS在反射面上的讯号。美国在海上作了测定洋流和波浪的试验。丹麦在格凌兰作了测定冰面地形及其变化的试验。
五 、卫星一卫星追踪技术
卫星对卫星的追踪（SST）技术的实质是高分辨率的测定2颗卫星间的距离变化，一般它分为两类，即高低卫星追踪和低低卫星追踪。前一类是高轨卫星（如对地静止卫星，GPS卫星等）追踪低轨（LEO）卫星或空间飞行器，后一类是处于大体为同一低轨道（LEO）上的2颗卫星之间的追踪，2颗卫星间可以相距数百千米，这两类SST技术都将LEO卫星作为地球重力场的传感器，以卫星间单向或双向的微波测距系统测定卫星间的相对速度及其变率。这一速度的不规则变化所反映的信息中，就包含了地球重力场信息。卫星轨道愈低，这一速度变化受重力场的影响愈明显，所反映重力场的分辨率也愈高。
这两类SST技术中，以高低卫星追踪所获得的信息比较丰富，这是因为：
高轨卫星，特别是有多个高轨卫星（如GPS）能获得低轨卫星处于大部分轨道上所传递的信息；（2）对地面重力场的中波、长波、短波信息都能恢复；（3）不同于低轨卫星，高轨卫星受重力场影响比较小，因此卫星间速度变化能比较好的反映重力场信息，同时高卫星的轨道也比较容易精确的求定。
SST技术的第一次试验是在15年进行的，高轨卫星是对地静止卫星（GEO)ETS一6，而低轨卫星为NIMBUS—6和APOLLO—SYYUS，但由于观测值的分辨率和精度太低（低于10μm/s），而没有取得很满意的成果，因此NASA放弃了此项研究；一直到1991年，利用GPS卫星作高轨卫星再次进行了试验，用LANDSAT作为低轨卫星，在该卫星平面上装GPS接收机，进行定轨和测定高低卫星间距离及其变率的试验，后来在T/P海洋测高卫星上也作过类似试验，也由于测定距离及其变率的分辨率和精度不高，而没有令人满意的结果；这次欧空局(ESA）在德国（GFZ）主持下所发射的CHAMP，GRACE和GOCE3颗卫星，在今后10年中将专门进行SST和卫星重力梯度测量(SGG）的试验，以改善对地球重力场的认识。
IGS认为持续地支持低轨卫星（LEO）是它的一项重要任务方面，因此专门建立了LEO工作组。LEO工作组制定了工作，并提出了一些建议：①建立IGS为追踪LEO的相应标准化地面站网，以满足LEO的要求；②IGS以短于24小时速率，对这些地面站网的数据进行传输和处理，提供LEO所需要的数据和产品；③为地面站网的GPS 1 Hz样率数据建立相应的GPS数据交换格式；④了解调查IGS精密轨道对LEO平台上GPS数据集的作用和意义。
1994年GPS就全面进入正式运行，该系统由21颗卫星组成，分别沿6个轨道平面运行，还有3颗卫星一直处于热备份状态，总计24颗.但在轨道上运行的GPS卫星总数实际上是变动的，在1998年就有27颗GPS卫星在轨道上运行.若从与赤道面55°倾角算第一个轨道面，则其他5个轨道面均以此为基础，彼此各以60°角度相交.
（2）关于对GPS星钟偏差方面的估计，只有两个IGS分析中心提供.IGS近200个永久连续运行的全球跟踪站中，使用的外部频率标准近70个，其中约30个使用氢钟，约20个使用铯原子钟，约20个使用铷原子钟，其余的使用GPS内部的晶体震荡器.
（3）IGS还提供极移和世界时信息（参见表1）.IGS公布的最终的每日极坐标（x,y），其精度为±0. 1m a s，快报的相应精度为±0. 2m a s.GPS作为一种空间大地测量技术，本身并不具备测定世界时（U T）的功能，但由于一方面GPS卫星轨道参数和U T相关，另一方面，也和测定地球自转速率有关，而自转速率又是U T的时间导数，因此IGS仍能给出每天的日长（LOD）值.IGS还能进一步求定章动项和高分辨率的极移（达每2小时1次，而不是1天1次），后者主要源于IGS各观测站观测质量的提高，数据传输迅速和及时，以及数据处理方法的改进，并没有本质的改变，而前者却是技术上的一个跨跃.
（4）IGS提供的一个极为有用和重要的信息是IGS的那些连续运行站（跟踪站）的坐标，相应的框架，历元和站移动速率，前者精度好于1cm，后者精度好于1mm a.IGS站坐标所用的坐标参考框架是和IER S互相协调的.1993年末开始使用ITR F91,1994年使用ITR F92,1995年到1996年中期使用ITR F93,1996年中期到1998年4月一直使用ITR F94,1998年3月1日转而用ITR F96,1999年8月1日开始IGS用1TR F.
（5）IGS在测定短期章动方面的新贡献.众所周知，地球自转轴在地球表面上的移动称为极移，而它在惯性空间中的运动称为岁差和章动.GPS技术不能确定U T，而只能确定日长.同样这一原则也适用于章动，即GPS数据不能测定章动的经度和倾角，但能确定这些量的时间变率（对时间的导数）.基于这一原理，用了3年的每天的W和E值的资料，估算短期章动项的章动振幅，并与VLB I结果作了比较，结论认为，就测定章动短周期项而言，GPS方法优于VLB I，而对超过一个月以上的长周期而言，VLB I较优.
由于对于GPS技术的IGS作出了如此大的成绩和贡献，因此在1999年9月各国的VLB I站和SL R站决定组织类似于IGS的相应的IV S和IL R S.法国的DO R IS和德国的PRA R E也正在考虑成立类似模式的国际组织.力求使这类空间大地测量观测系统组织起来，提高效率，提高精度和可靠性.
GPS的工作原理是？
一、高程测量
高程测量主要有水准测量和三角高程测量等。
水准测量是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测量的精度较高，所以是高程测量中最主要的方法。
三角高程测量是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角(即倾斜角)，然后利用三角公式计算出两点间的高差。三角高程测量一般精度较低，只是在适当的条件下才被用。
下面主要介绍水准测量的基本方法和仪器。
1.水准测量的基本方法
2.水准仪介绍
微倾式水准仪
在一般水准测量中使用较广的DS3型微倾式水准仪由下列三个主要部分组成：
望远镜-它可以提供视线，并可读出远处水准尺上的读数。
水准器-用于指示仪器或视线是否处于水平位置。
基座-用于置平仪器，它支承仪器的上部并能使仪器的上部在水平方向转
自动安平水准仪
1.原理——望远镜的光路上加有一个补偿器。
2.使用——粗平后，望远镜内观察警告指示窗应 全部呈绿色;最好状态是指示窗的.三角形尖顶与横指标线
3.检校——要增加一项补偿器的检验，即：转动脚螺旋，破坏粗平，看警告指示窗是否出现红色。
电子水准仪
与电子水准仪配套使用的水准尺为条形编码尺，通常由玻璃纤维或铟钢制成。在电子水准仪中装置有行阵传感器，它可识别水准标尺上的条形编码。电子水准仪摄入条形编码后，经处理器转变为相应的数字，在通过信号转换和数据化，在显示屏上直接显示中丝读数和视距。
二、角度测量
角度测量的仪器主要是经纬仪，分为光学经纬仪和电子经纬仪两大类
光学经纬仪
光学经纬的水平度盘和竖直度盘用玻璃制成，在度盘平面的周诶边缘刻有等间隔的分划线，两相邻分划线间距所对的圆心角称为度盘的格值，又称度盘的最小分格值。一般以格值的大小确定精度，分为：
DJ6 度盘格值为1° DJ2 度盘格值为20' DJ1 (T3)度盘格值为4'
按精度从高精度到低精度分：DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ30等(D,J分别为大地和经纬仪的首字母)
电子经纬仪
电子测角原理简介
电子测角仍然是用度盘来进行。与光学测角不同的是，电子测角是从特殊格式的度盘上取得电信号，根据电信号再转换成角度，并且自动地以数字形式输出，显示在电子显示屏上，并记录在储存器中。电子测角度盘根据取得电信号的方式不同，可分为光栅度盘测角、编码度盘测角和电栅度盘测角等。
三、距离测量
距离测量分为钢尺测量、视距测量和光电测距。
1.钢尺测量
式中： n—整尺段数;
l—钢尺长度(m);
q—不足一整尺的余长(m)。
2.视距测量
经纬仪视距测距是一种传统的水平距离和高差的间接测量方法。
使用的工具：经纬仪和视距尺
3.光电测距
四、坐标测量
工程测量的主要任务之一是测量或放样空间点的三维坐标。所使用的仪器主要有全站仪和GPS接收机等。
全站仪
全站仪的主要特点(续)
平角、垂直角、斜距自动显示，自动计算镜站坐标、高程、平距等数据;
数据记录和存储方式多样：内存、PCMCIA卡、串口通讯;
对水平角和垂直角自动进行补偿;
对距离进行气象改正和仪器常数改正;
提供数字或图形形式的电子气泡用于整平;
激光对点器;
坐标测量的基本步骤
(1)设定测站点的三维坐标。
(2)设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
(3)设置棱镜常数。
(4)设置大气改正值或气温、气压值。
(5)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
(6)照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
各种全站仪简介
更长的测程：无棱镜测距达400M;
更快的测距速度：测距速度经实测比同类产品快两倍;
更长的电池使用时间：先进的电源管理系统，省电30%以上;
更便捷的人性化设计：SD卡存储功能，自动温度气压传感器;
更好的防水性能：防水等级IP55。
SET220K . SET320K . SET520K . SET6120K SET10K系列全站仪具有机体轻巧、功能齐全等特点，带背光全数字键盘使操作更为便捷，在各类工程和测量工作中有着广泛的用途。 双面带背光全数字键盘使数据输入更加便捷( SET620K为单面键盘)。 通用高效测量软件 ,IP66高等级防尘防水性能。应用 放样测量、道路计算与放样、定线测量、混凝土构件组装定位、建筑工程控制、面积测算、变形监测。
地型GPS
测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要用载波相位观测值 进行相对定位，定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。根据使用用途和精度，又分为静态(单频)接收机和动态(双频)接收机即RTK.
目前，在GPS技术开发和实际应用方面，国际上较为知名的生产厂商有美国Trimble(天宝)导航公司、瑞士Leica Geosystems(徕卡测量系统)、日本TOPCON(拓普康)公司，国内厂家主要有南方测绘、中海达、华测、科力达等。
通讯的发展 development of ?communication
原理：
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR，）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；
P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。
后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；
用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对 CA码测得的伪距称为CA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。
一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。
相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。
相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可用伪距观测量也可用相位观测量，大地测量或工程测量均应用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式。
扩展资料：
GPS 设置
GPS 拿到手，如果是新机器要定位，已经提到了。另外，还有一些设置，常用的有坐标系、地图基准、参考方位、公制/英制、数据接口格式什么的。
坐标系：常用的是 LAT/LON 和 UTM。LAT/LON 就是经纬度表示，UTM 在这里就不管他了。
地图基准：一般用 WGS84。
参考方位：实际上有两个北，磁北和真北呀（简称 CB 和 ZBY）。指南针指的北就是磁北，北斗星指的北就是真北。两者在不同地区相差的角度不一样的，地图上的北是真北。
公制/英制：自选。
数据接口格式：这得细谈谈。GPS
可以输出实时定位数据让其他的设备使用，这就牵扯到了数据交换协议。
几乎所有的 GPS 接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National
Marine Electronics
Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。N
MEA
协议有 0180、0182 和 0183 三种，0183 可以认为是前两种的超集，现在正广泛的使用。
经纬度的表示
再讲讲数据表示。一般从 GPS 得到的数据是经纬度。经纬度有多种表示方法。
1.）ddd.ddddd， 度.度的十进制小数部分（5 位）
2.）ddd.mm.mmm，度.分.分的十进制小数部分（3 位）
3.) ddd.mm.ss, 度.分.秒
不是所有的 GPS 都有这几种显示， GPS315 只能选择第二种和第三种。
在 LAT/LON 坐标系里，纬度是平均分配的，从南极到北极一共 180 个纬度。地球直径 12756KM，周长就是12756*PI，一个纬度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (不精确)。
经度就不是这样，只有在纬度为零的时候，就是在赤道上，一个经度之间的距离是 111.319KM，经线随着纬度的增加，距离越来越近，最后交汇于南北极。所以经度的单位距离和确定经度所在的纬度是密切相关的，简单的公式是：
经度 1°长度=111.413cosφ，在纬度φ处。 （公式不精确）
参考资料：
1837年美国人莫尔斯在华盛顿和巴尔的摩试拍有线电报获得成功。1857年，横跨大西洋海底电报电缆完成。1875年美国人贝尔发明电话；1877年美国人爱迪生发明留声机。1887年德国人赫兹用实验验证了电磁波；1889年意大利人马可尼在英法两国间试拍无线电成功；1895年，俄国人波波夫和意大利人马可尼同时成功研制了无线电接收机。 1895年，法国的卢米埃兄弟，在巴黎首映第一部**。印刷时代 1901年跨大西洋电缆铺设成功；印刷时代 1912年，泰坦尼克号沉船中，无线电救了700多条人命。印刷时代 1915年巴黎与华盛顿长距离无线电通信成功；印刷时代 1920年代，收音机问世印刷时代 1920年代，英国人贝尔德成功进行了电视画面的传送，被誉为电视发明人。
印刷时代 1926年英国人贝阿特在英国研究所完成电视图像研制；印刷时代 1946年第一台电子计算机"ENIAC"在美国宾夕法尼亚大学摩尔电子工程学院问世；印刷时代 1947年美国人休克莱发明晶体管；印刷时代 1953年IBM公司开发出"IBM 650"系列计算机；印刷时代 1955年，美国为了大战的需要，发行了第一部军用电子计算机。印刷时代 1956年美国安佩克斯公司发明录像机；印刷时代 1957年IBM公司开发出第一代高级语言"Fortran"；印刷时代 1958年是激动人心的一年。这一年里美国人达沃斯发现了激光原理。印刷时代 1960年美国制成第一代小型机PDP I;印刷时代 1962年，美国发射第一颗人造卫星，开启电视卫星传送的时代。印刷时代 1962年美国通信卫星与欧洲通信获得成功；网络传播时代 1969年，美军建立阿帕网（ARPANET），目的是预防遭受攻击时，通信中断。网络传播时代1969年美国提出全球通信网蓝图；网络传播时代 10年Intel公司制成超小型集成芯片；网络传播时代 15年美国人比尔·盖茨开发出"Basic"语言；网络传播时代 17年Apple公司制成PC机"Apple II"；网络传播时代 18年美国提出建设高速通信网络规划；网络传播时代 19年的美国Xero公司研究小组在鲍勃·泰勒的领导下研究出Internet的前身网络传播时代 1981年美国Microsoft公司开发出"MS-DOS"。同年IBM发布IBM-PC；网络传播时代 1983年，美国国防部将阿帕网分为军网和民网，渐渐扩大为今天的互联网。网络传播时代 年出现CD-ROM，通讯进入海量时代。苹果公司推出购物电脑；网络传播时代 1988年随着通讯事业发展，virtus剧增；网络传播时代 1991年美国Motorola公司和IBM、Apple公司合作推出Power-PC芯片网络传播时代 1993年，美国宣布兴建信息高速通路，整合电脑、电话、电视媒体。网络传播时代 1993年美国Intel公司开发出非Risc高性能CPU；网络传播时代 1994年美国Florida州建成信息高速公路；网络传播时代 1995年微软开发"Windows95"，把网络功能集成在PC机上通讯是报刊宣传的基本题材之一，具有内容真实详细具体、形式自由灵活、表达方式多样、语言生动形象等特点。通讯的类型有：人物通讯、通讯、工作通讯、概貌通讯、新闻故事、文艺通讯、主题通讯、旅游通讯；最常见的是：人物通讯和通讯。它是应用写作研究的重要文体之一。通讯是以叙述、描写为主要表达方式，具体形象地报道具有新闻特性的典型人物、和经验的文体。它的表现形式较多，如一般通讯、特写、速写，还有访问记、侧记、记谈、札记、散记、巡礼、见闻等等，大体皆可以归入通讯一类。人类进行通信的历史已很悠久.早在远古时期,人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息.千百年来,人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息,古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子.现在还有一些国家的个别原始部落,仍然保留着诸如击鼓鸣号这样古老的通信方式.在现代社会中,交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果.这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉.
19世纪中叶以后,随着电报、电话的发有,电磁波的发现,人类通信领域产生了根本性的巨大变革,实现了利用金属导线来传递信息,甚至通过电磁波来进行无线通信,使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实.从此,人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式,用电信号作为新的载体,同此带来了一系列铁技术革新,开始了人类通信的新时代.
1837年,美国人塞缪乐.莫乐斯（Samuel Morse）成功地研制出世界上第一台电磁式电报机.他利用自己设计的电码,可将信息转换成一串或长或短的电脉冲传向目的地,再转换为原来的信息.1844年5月24日,莫乐斯在国会大厦联邦最高法院会议厅进行了“用莫尔斯电码”发出了人类历史上的第一份电报,从而实现了长途电报通信.
1864年,英国物理学家麦克斯韦（J.c.Maxwel）建立了一套电磁理论,预言了电磁波的存在,说明了电磁波与光具有相同的性质,两者都是以光速传播的.
1875年,苏格兰青年亚历山大.贝尔（A.G.Bell）发明了世界上第一台电话机.并于1876年申请了发明专利.1878年在相距300公里的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验,并获得了成功,后来就成立了著名的贝尔电话公司.
1888年,德国青年物理学家海因里斯.赫兹（H.R.Hertz）用电波环进行了一系列实验,发现了电磁波的存在,他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论.这个实验轰动了整个科学界,成为近代科学技术史上的一个重要里程碑,导致了无线电的诞生和电子技术的发展.
电磁波的发现产生了巨大影响.不到6年的时间,俄国的波波夫、意大利的马可尼分别发明了无线电报,实现了信息的无线电传播,其他的无线电技术也如雨后春笋般涌现出来.1904年英国电气工程师弗莱明发明了二极管.1906年美国物理学家费森登成功地研究出无线电广播.1907年美国物理学家德福莱斯特发明了真空三极管,美国电气工程师阿姆斯特朗应用电子器件发明了超外差式接收装置.1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台,从此广播事业在世界各地蓬勃发展,收音机成为人们了解时事新闻的方便途径.1924年第一条短波通信线路在瑙恩和布宜诺斯艾利斯之间建立,1933年法国人克拉维尔建立了英法之间和第一第商用微波无线电线路,推动了无线电技术的进一步发展.
电磁波的发现也促使图像传播技术迅速发展起来.1922年16岁的美国中学生菲罗.法恩斯沃斯设计出第一幅电视传真原理图,1929年申请了发明专利,被裁定为发明电视机的第一人.1928年美国西屋电器公司的兹沃尔金发明了光电显像管,并同工程师范瓦斯合作,实现了电子扫描方式的电视发送和传输.1935年美国纽约帝国大厦设立了一座电视台,次年就成功地把电视节目发送到70公里以外的地方.1938年兹沃尔金又制造出第一台符合实用要求的电视摄像机.经过人们的不断探索和改进,1945年在三基色工作原理的基础上美国无线电公司制成了世界上第一台全电子管彩色电视机.直到1946年,美国人罗斯.威玛发明了高灵敏度摄像管,同年日本人八本教授解决了家用电视机接收天线问题,从此一些国家相继建立了超短波转播站,电视迅速普及开来.
图像传真也是一项重要的通信.自从1925年美国无线电公司研制出第一部实用的传真机以后,传真技术不断革新.12年以前,该技术主要用于新闻、出版、气象和广播行业；12年至1980年间,传真技术已完成从模拟向数字、从机械扫描向电子扫描、从低速向高速的转变,除代替电报和用于传送气象图、新闻稿、照片、卫星云图外,还在医疗、图书馆管理、情报咨询、金融数据、电子邮政等方面得到应用；1980年后,传真技术向综合处理终端设备过渡,除承担通信任务外,它还具备图像处理和数据处理的能力,成为综合性处理终端.静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器等等都是信息技术史上的重要发明.
此外,作为信息超远控制的遥控、遥测和遥感技术也是非常重要的技术.遥控是利用通信线路对远处被控对象进行控制的一种技术,用于电气事业、输油管道、化学工业、军事和航天事业；遥测是将远处需要测量的物理量如电压、电流、气压、温度、流量等变换成电量,利用通信线路传送到观察点的一种测量技术,用于气象、军事和航空航天业；遥感是一门综合性的测量技术,在高空或远处利用传感器接收物体辐射的电磁波信息,经过加工处理或能够识别的图像或电子计算机用的记录磁带,提示被测物体一性质、形状和变化动态,主要用于气象、军事和航空航天事业.
随着电子技术的高速发展,军事、科研迫切需要解决的计算工具也大大改进.1946年美国宾夕法尼亚大学的埃克特和莫希里研制出世界上第一台电子计算机.电子元器件材料的革新进一步促使电子计算机朝小型化、高精度、高可靠性方向发展.20世纪40年代,科学家们发现了半导体材料,用它制成晶体管,替代了电子管.1948年美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉坦发明了晶体三极管,于是晶体管收音机、晶体管电视、晶体管计算机很快代替了各式各样的真空电子管产品.1959年美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路,从此微电子技术诞生了.1967年大规模集成电路诞生了,一块米粒般大小的硅晶片上可以集成1千多个晶体管的线路.17年美国、日本科学家制成超大规模集成电路,30平方毫米的硅晶片上集成了13万个晶体管.微电子技术极大地推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机显示了前所未有的信息处理功能,成为现代高新科技的重要标志.
为了解决共享问题,单一计算机很快发展成计算机联网,实现了计算机之间的数据通信、数据共享.通信介质从普通导线、同轴电缆发展到双绞线、光纤导线、光缆；电子计算机的输入输出设备也飞速发展起来,扫描仪、绘图仪、音频设备等,使计算机如虎添翼,可以处理更多的复杂问题.20世纪80年代末多媒体技术的兴起,使计算机具备了综合处理文字、声音、图像、等各种形式信息的能力,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具.
至此,我们可以初步认为：信息技术（Information Technology,简称IT）是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术.电子计算机和通信技术的紧密结合,标志着数字化信息时代的到来 通信发展史
有线通信
美国莫尔斯(F.B.Morse):约5km的电报(点,划,空间→字母,数字);
美国贝尔(A.G.Bell):取得电话机专利(电信号→语音);
美国普宾:通信电缆;
12年 日本:公共通信网的数据通信,传真通信业务;
美国:发表贝尔数据网络,英国:图像信息服务实验;
现代 通信系统利用某些集中转接设施→复杂信息网络
→"交换功能"→实现任意两点之间信号的传输.
无线通信
1864年 英国麦克斯韦:电磁波的存在设想;
1888年 德国赫兹(H.Hertz):证实电磁波的存在;
1895年 意大利马可尼:传距仅数百米的无线通信;
1901年 意大利马可尼:横渡大西洋的无线通信;
1938年 法国里本斯:PCM方式;
1940年 美国CBS:彩色电视实验广播;
1951年 美国CBS:彩色电视正式广播;
现代 无线通信遍及全球并通向宇宙,
如GPS其精度可达数十米之内.
不知道以后会有更多的通讯科技发展。
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