1、GPS 总体概述GPS 是英文 Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS 是 20 世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过 20 余年的研究实验，耗资 300 亿美元，到 1994 年 3 月，全球覆盖率高达 98%的 24 颗GPS 卫星星座己布设完成。在机械领域 GPS 则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Produ
2、ct Specifications)-简称 GPS。1.空间部分GPS 的空间部分是由 21 颗工作卫星组成,它位于距地表 20200km 的上空,均匀分布在 6 个轨道面上(每个轨道面 4 颗) ,轨道倾角为 55。此外,还有 3 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。GPS 的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。2. 地面控制系统地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站 (Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所
3、组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。3.用户设备部分用户设备部分即 GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及 GPS 数据的后处理软件包构成完整的 GPS 用户设备。 GP
4、S 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为 RAM 存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。GPS 的应用主要是为船舶，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
5、（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.工程机械（轮胎吊，推土机等）控制6.精细农业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，国内已逐步采用 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
6、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。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 GPS 应用型技术。汽
7、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。GPS 在长途客运车辆管理中的应用（举例）以国内首套专业的 GPS 长途客运车辆管理系统雅迅长途客运 GPS 智能管理系统为例，它就是结合了卫星定位技术、GPRS/CDMA 通讯业务、GIS 技术、图像采集技术、计算机网络和数据库等技术，在客运公司建立一个总控（C/S 结构和 B/S 结构相结合），其它设为分控，公安部门和运管部门等各部门建立专控的中心系统，系统由控制中心系
8、统、无线通信平台（GPRS/CDMA）、全球卫星定位系统（GPS）、车载设备四部分组成一个全天候、全范围的驾驶员管理和车辆跟踪的综合平台；系统可对注册车辆实施动态跟踪、监控、拍照、行车记录、管理、数据分析等功能，监控车辆可以在电子地图上显示出来，并保存车辆运行轨迹数据；操作终端可任意选择服务器内部局域网或国际互联网对中心进行访问并可通过 IE 浏览器提供网上综合客车管理数据分析控制系统（B/S 结构）；且系统软其容量可随时根据中心服务器和操作终端硬件配置进行扩展，最大为五十万辆，入网车辆不仅可以是长途客运车辆，也可以旅游车等社会车辆。同时系统还可以采用分组管理，不同类型的车辆归入不同分组，便于
9、管理人员的操作。GPS 在个人定位中的应用国内首款语音彩信 GPS 定位器- 深圳市昱读全资科技有限公司语音彩信 GPS 定位器为列，它内置全国的地图数据，无需后台支持，结合了 GPS 全球定位系统、GSM 通信技术、嵌入式语音播报技术、GIS 技术、GIS 搜索引擎、图像处理技术和图像传输技术，直接回复终端中文地址、彩信、或语音播报地理位置.GPS 技术在导航仪中的应用举例国际领先 GPS 导航仪品牌：Ahada（艾航达）源自美国硅谷，现已登录中国！产品核心功能：1) 地图查询可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置。可以记录你常要去的地方的位置信息，并保留下来，也和可以和别人共享这些位置信息。模糊的查询你附件或某个位置附近的如加油站，宾馆、取款机等信息，2) 路线规划 GPS 导航系统会根据你设定的起始点和目的地，自动规划一条线路。规划线路可以设定是否要经过某些途径点。规划线路可以设定是否避开高速等功能。3) 自动导航语音导航： 画面导航：
