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# GPS

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，并用于情报收集、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。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。另外一种解释为G/s（GB per s）

## 目 录

  1 概述

  1. 1.1 定义
  2. 1.2 简介

  2 发展

  3 工作原理

  1. 3.1 原理
  2. 3.2 定位原理
  3. 3.3 定位精度

  4 数据

  5 主要功能

  6 组成部分

  1. 6.1 空间部分
  2. 6.2 地面控制系统
  3. 6.3 用户设备部分

  7 主要模块

  8 术语

  9 计划实施

  1. 9.1 第一阶段
  2. 9.2 第二阶段
  3. 9.3 第三阶段

  10 GPS前景

  11 GPS特点

  12 强化型

  13 种类

  1. 13.1 类似车载GPS
  2. 13.2 预警器
  3. 13.3 智能系统
  4. 13.4 相关的技术参数说明

  14 市场发展

  15 如何选购

  1. 15.1 质量
  2. 15.2 软件
  3. 15.3 品牌
  4. 15.4 误区

  16 四大导航

  17 时钟装置

  18 注意事项

  19 我国前景

  20 定位系统

  1. 20.1 定义
  2. 20.2 构成
  3. 20.3 特点

  21 全球定位

  22 网的设计

  23 标准

  24 范围

  25 引用标准

  26 实际运用

## 1 概述

### 定义

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。

### 简介

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，

GPS

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，并用于情报收集、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。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS，另外一种解释为G/s(GB per s)。[1]
GPS可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。要实现以上所有功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素。

## 2 发展

GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。[1]
最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。
GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。

## 3 工作原理

### 原理

GPS导航系统的基本原理是测量出已

GPS导航仪

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。

GPS

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。

6

gps
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0A码测得的伪距称为UA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，进行解码或采用其它技术，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 精度也只能采用相位观测值。
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，它只能采用伪距观测量，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，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采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。

### 定位原理

GPS定位原理

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，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设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。

### 定位精度

28颗卫星(其中4颗备用)早已升空，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，距离地面约20000千米。已经实现单机导航精度约为10米，综合定位的话，精度可达厘米级和毫米级。但民用领域开放的精度约为10米。

## 4 数据

卜默示条件，GPS模块SiRFStarIII接受每二输出位置的数据，通常$GPRMC精简数据格式的数据，包括纬度，经度的目的，速度（结），运动方向角，年，月，时，分，秒，毫秒，定位数据是有效的或无效的，和其他重要信息。语句格式如下：
$GPRMC，，，，，，，，，，，，*，HH
只需要知道位置信息，所以在阅读唯一的，可以实际应用。
<1>：当地时间代表UTC。格式“当每分钟，小时，分钟和秒2。
<2>：工作代表国家。”“显示可用的数据，“V”表示接受警报，没有可用的数据。
<3>：代表纬度数据。“子级的格式。分分分。”
<4>：纬度半球为代表的“N”或“S”。
<5>：代表经度数据。格式和LD
现状；度分钟。sub-sub-sub-sub.”
<6>：代表经度半球，为“E”或“
软件读取经纬度数据，目前的位置停止分析，确定用户的当前位置在该地区建立和平。的方法是基于用户的设置确定中心的纬度和经度和纬度和经度计算出活动维持当前的对象可以超过和平活动预定半径。结果的基础上的歧视，设置相应的标志。

## 5 主要功能

1. 导航
2. 测量
3. 授时

## 6 组成部分

### 空间部分

GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55°。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。

### 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）所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市（Colorado. Springfield）。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。

### 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。GPS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。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。

## 7 主要模块

GPS模块系统采用第三代高线式GPS模块接受SiRF StarⅢGPS模块SiRF灵活性。该芯片是小于10米的定位精度，能够同时追踪20个卫星信道。其内部的可充电电池，可以保持星历数据，快速定位。对于数据的输出电平的串行数据格式，通信速度。
波特率4800，每名GPS数据输出。该模块采用MMCX GPS天线接口，为6线连接器，数据线接口电缆输出，使用简单，一般情况下只需要使用三个输出线，第一连接3.5 ~ 5.5V的直流供电，第五脚是电源，脚的第二行是GPS测量输出的是TTL电平信号，串行端口，高大于2.4V，低小于400mV，输出驱动器的启动，直接与单片机的接口。如果只使用默认设置，单片机读取数据只能从模块可以。

## 8 术语

1．GPS Generalized Processor Sharing 通用处理器共享（计算机）
2．GPS Global Positioning System全球定位卫星/系统（通信）
3．[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系统模拟器
4．[DGPS]DifferentialGPS差分GPS，差分全球定位系统
5．GPS General Phonetic Symbols 捷易读注音符

## 9 计划实施

### 第一阶段

方案论证和初步设计阶段。
从1978年到1979年，由位于加利福尼亚的范登堡空军基地采用双子座火箭发射4颗试验卫星，卫星运行轨道长半轴为26560km，倾角64度。轨道高度20000km。这一阶段主要研制了地面接收机及建立地面跟踪网，结果令人满意。

### 第二阶段

全面研制和试验阶段。
从1979年到1984年，又陆续发射了7颗称为“BLOCK I”的试验卫星，研制了各种用途的接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准，利用粗码定位，其精度就可达14米。

### 第三阶段

实用组网阶段。
1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，这一阶段的卫星称为“BLOCK II” 和 “BLOCK IIA”。此阶段宣告GPS系统进入工程建设状态。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。

## 10 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，美国政府宣布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10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，而在中国，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。

## 11 GPS特点

（1）全球全天候定位
GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务（除打雷闪电不宜观测外）。
（2）定位精度高
应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10-6m，100-500km可达10-7m，1000km可达10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测时解其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较，其边长较差最大为0.5mm，校差中误差为0.3mm。
实时单点定位(用于导航)：P码1~2m ；C/A码5~10m。
静态相对定位：50km之内误差为几mm+(1~2ppm*D)；50km以上可达0.1~0.01ppm。
实时伪距差分(RTD)：精度达分米级。
实时相位差分(RTK)：精度达1~2cm。
（3）观测时间短
随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，20km以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟；采取实时动态定位模式时，每站观测仅需几秒钟。
因而使用GPS技术建立控制网，可以大大提高作业效率。
（4）测站间无需通视
GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间（一般造标费用约占总经费的30%～50%），同时也使选点工作变得非常灵活，也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。
（5）仪器操作简便
随着GPS接收机的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”。在观测中测量员只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高，监视仪器的工作状态，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。结束测量时，仅需关闭电源，收好接收机，便完成了野外数据采集任务。
如果在一个测站上需作长时间的连续观测，还可以通过数据通讯方式，将所采集的数据传送到数据处理中心，实现全自动化的数据采集与处理。另外，接收机体积也越来越小，相应的重量也越来越轻，极大地减轻了测量工作者的劳动强度。
（6）可提供全球统一的三维地心坐标
GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。GPS水准可满足四等水准测量的精度，另外，GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。
（7）应用广泛

## 12 强化型

GPS卫星

据澳大利亚每日航天网站2009年8月3日报道 铱星公司宣布，该公司与波音公司联合为美国海军研究实验室开发和演示了高整合性全球定位系统（GPS）项目增强能力，实现了两个重要里程碑。
第一个里程碑完成了铱星星载计算机的增强型窄带软件升级，使第二代GPS辅助信号能够通过整个卫星星座进行传输。这种传输信号将能够快速的、比使用的技术更加精确的实现GPS定位。这种GPS辅助信号即使在限定性作战环境下，如城区、森林、山区及峡谷中，以及在敌方干扰或战场射频噪声中，也将能为装备作战人员提供快速锁定和保持GPS信号的能力。
第二个里程碑演示了GPS信号获取能力。在信号干扰环境下，行进中的车辆利用高整合性GPS辅助接收机，只需花费几分钟就可接收到GPS信号。
高整合性GPS系统将利用铱星低地球轨道通信系统和美国空军运行的GPS中轨导航卫星信号。铱星提供高功率信号和快速变换地面轨迹，实施对用户的初始定位。
该团队按进度并在预算内完成了软件升级，主要为

1. GPS的应用都是基于两个基本服务
2. 1.空间位置服务

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

1. 实例
2. 1.GPS在巡线车辆管理的运用

巡线车辆监控调度方案服务于需要通过车辆巡逻来监控线

GPS导航仪

路状态的服务型企业或管理型部门。方案将线路的规划和实际的巡线工作结合起来，以业务关键点为核心，通过GPS实时监控获得车辆的位置信息来考察车辆的巡线任务完成情况，通过各车辆距离事发关键点的距离和车辆当前的状态自动进行可调度车辆的选取。最终结合车辆分析和周密的统计报表，行成可计划、可执行、可评价的巡线车辆监控调度方案。该方案由行业中的成功实践者提出，并在2010广州亚运会对中国电信巡线车辆成功运用。

1. GPS首次出现在军事应用

1989年，一群认真专注的工程师和一个伟大的产品构想，造就了今日全球卫星定位导航系统的领导品牌GARMIN—兼具最佳的

GPS导航仪

销售成绩与专业技术。由制造当初在波斯湾战争中被联军采用的第一台手持GPS，到现今成为GPS 的第一品牌，GARMIN的产品以更优良的功能和用途远远超越传统GPS接收器，并为GPS立下一崭新的里程碑。
为了缓解当时“沙漠风暴”行动时军用GPS接收装置短缺的问题，美军考虑购买民用GPS接收装置。民用接收装置的导航功能和军用装置完全一样，只不过不能识别军用加密信号而已。因此，到了“沙漠盾牌”军事行动的时候，美国国防部就提前购买了数千套民用GPS接收装置装备各参战部队，占到了所有的5300套接收装置的85%。

1. GPS在个人定位中的应用

国内首款语音彩信GPS定位器--　昱读全资科技语音彩信GPS定位器为列，它内置全国的地图数

语音彩信gps定位器

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。
5、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、

GPS应用

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。
6、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：

GPS导航仪

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：

GPS导航仪

◎画面导航：
◎重新规划线路：

## 13 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。
按接收机的用途分类
1．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。这类接收机一般采用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。
2．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。这类仪器主要采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。
3． 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。
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。
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。
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
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，采用干涉测量方法，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。

### 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。
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，但是它不能把定位信息传送到第三方和持有人那里，因为导航仪中缺少对外通信。比如你把导航仪放在车里，你朋友把车借开走了，导航仪可以继续使用，继续定位，但是不能发信息给你，你就无法查找车辆位置。学术上的定位只能获取自己的位置。广告中的定位其实是定位追踪，这个需要在完成学术上定位前提下，通过通讯手段把位置告知你。
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，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。
中国在GPS应用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、标准和高清晰度视频播放和录制、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，普遍采用差分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。

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此图出自星讯科技公司生产的Q88守车王

### 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。这种利用电子眼的经纬度信息进行预警的方式，关键在于电子眼数据的及时更新.这种产品的缺点在于不能测到流动性测速，有些反测速型的GPS导航仪，如凯旋智能预警GPS，配有反测速雷达机系统，GPS预警和反测速雷达机预警，两套系统同时工作，能够全面的实现电子眼预警的功能.

### 智能系统

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采取必要措施。

### 相关的技术参数说明

GPS 车载通讯终端
（GPS+GSM+SMS/GPRS）
星讯科技守车王ST088
目 录
2、产品功能：
2.1 GSM850/900/1800/1900MHZ四频系统全球通用；
2.2 超宽工作电压输入范围：8-50VDC/8-50VDC；
2.3 GPS/LBS实时定位，手机查车；
2.4 支持SMS短信查询位置信息；
2.5 ACC点火信号检测，车辆状态提示；
2.6内置振动传感器，实现车辆智能追踪防盗；
2.8 可设置特定号码用于SOS报警及防盗报警；
2.9 SOS开关按钮，用于紧急呼叫求救；
2.10 内置麦克风和喇叭，实现远程语音监听和语音对讲功能；（部分设置无喇叭，只有监听功能）;
2.11 内置高容量聚合物电池，实现超长待机功能；
2.12 内置备用电池，实现非法剪线报警；
断主电报警，可以增加条短信指令进行开关，客户有些产品不会装内置电池的，所以默认为关。
短信指令：
开启断电短信报警：pwrsms123456,1（默认） 回复：pwr sms alarm set ok
关闭断电短信报警：pwrsms123456,0 回复：pwrsms alarm set ok
开启断电电话报警：pwrcall123456,1 回复：pwrcall alarm set ok
关闭断电电话报警：pwrcall123456,0（默认） 回复：pwr call alarm set ok
2.13 平台支持一个月历史轨迹及线路查询；
2.14 平台支持区域报警；
2.15 平台支持偏离规划线路告警；
2.16 平台支持超速告警；
2.17 平台支持严重碰撞告警；
2.18 平台支持侧翻报警；
2.19 平台支持报表输出；
2.20支持WEB下发布防撤防。

## 14 市场发展

中国GPS导航的市场潜力巨大。截至到2005年底，中国拥有车载导航设备的车辆不足10万辆，相对于3000万辆的汽车总数来说，普及率不到1%。而日本的汽车车载导航安装率高达59%，欧美约占25%。2006年便携导航市场应该有近5亿元的规模，而随着市场的高速发展及新品牌的层出不穷，预计2009年中国汽车GPS导航系统终端的销售额将接近100亿元。
2008年，被人们称为中国的“3G元年”。众所周知，在国内通信领域，最火的就是正在试运行的TD-SCDMA——3G标准。作为新一代的通信技术，3G带给人们非常多的期许。3G牌照的全面发放，也成了人们共同关注的焦点。其实在国内的GPS导航领域也在经历着一场蜕变，第三代PND类导航产品的应运而生，已经把人们带进了全新的导航时代。
卫星导航应用产业在国民经济中发挥着越来越重要的作用，将成为十一五”发展的亮点。在“十一五”期间，卫星导航在其它领域如航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等方面的应用都会有很大的发展空间。
卫星导航技术的发展趋势主要表现在三方面：一是卫星导航的多系统并存，使系统可用性得以提高，应用领域将更广阔；二是多元组合导航技术正在得到推广应用，主要有GPS与移动通信基站定位、陀螺、航位推算技术等的组合应用；三是卫星导航与无线通信等其它高技术相结合，如GPS接收机嵌入到蜂窝电话、便携式PC、PDA和手表等通信、安全和消费类电子产品中，从根本上促进了IT技术的整体发展。

## 15 如何选购

### 质量

在选择GPS导航产品时，软件和硬件的配置非常重要。一般来说专业品牌厂商的硬件配置是比较值得信赖的。一些山寨的GPS厂商经常编造硬件的配置，在液晶屏、GPS芯片、处理器等方面难以保证产品质量。他们整个GPS产品的生产过程无非是将一些硬件进行简单的整合和组装。而正规GPS厂家的硬件配置往往要经过层层把关，并要通过ISO质量生产标准（主要是ISO2000质量认证、ISO14001环境认证）等的认证。对于汽车产品只有通过“ISO/TS TS16949标准认证”才能向奔驰、大众等汽车厂商供应产品和服务。

### 软件

而在软件方面最受关注的自然就是GPS导航地图数据的准确性和更新的及时性。地图的经常更新造成了电子地图的制作成本居高不下，因此许多不合格的GPS生产厂商就会减少地图更新或是盗版其他电子地图。消费者如果使用采用“假冒伪劣”的地图的机器导航，不仅容易“误入歧途”，甚至会有生命危险。

### 品牌

实际上，品牌的重要性远远超过了其它。由于卫星导航产业在中国是一个处于发展期的高新科技行业，只有那些在市场上耕耘多年的专业厂商，才能保障产品技术方面的领先优势，同时也有资金和实力为用户提供全面、优秀的服务保障。
产品的价格和售后服务也是购买产品要考虑的主要因素。消费者都希望能买到质优价廉的产品，但结果却未必得偿所愿。市场上很多的导航产品 “价廉”却并不“物美”。所以，在这里要提醒消费者，选购产品时，不要被单纯的不正常低价蒙蔽双眼。对于与自己驾驶出行、旅游探险息息相关的导航产品来说，一定不要吝啬为自己的“出行安全”买单。
作为GPS导航产品，产品技术的升级和地图数据的更新是非常重要的，只有专业品牌的厂家才能够为消费者及时提供这样的服务。

### 误区

油价三连跌后，又迎来三连涨，刚刚购车的新手，更是担心自己多跑了冤枉路，导致任何省油驾驶习惯都白费了。因此，购车之后，越来越多的菜鸟都会考虑购买车载导航仪。可是，记者发现，除了导航产品本身的缺陷外，无论在选购时的静态测试，还是在实际应用过程中，车主们都存在一些认识误区。
一：选购时莫迷信搜星速度
通常，在购买GPS导航仪的商店中，销售人员会向消费者们展示产品的搜星接收信号如何迅速。通常，GPS分为热启动、冷启动和温启动三种方式，但在售卖导航仪的过程中，有些销售人员故意偷换概念，用不同状态下的GPS进行搜星速度比测。一般初次使用时、电池耗尽导致信息丢失，或者关机状态下将接收设备移动1000公里以上距离时，GPS冷启动定位速度相比热启动定位速度要慢很多。
其实，很多消费者都看重超快速定位，但销售人员展示的搜星超快不一定是真的快，因为需要区分冷热启动的不同状态，像市场上有些GPS产品搭载了HotFix超快速定位技术，比起其余没有超快速定位技术的产品，定位速度要快一倍以上。
二：语种并非越多越实用
由于实际应用中，多数情况下是利用产品的声音来导航，因此，越来越多的产品又多了一个卖点“多语种选择”，除了最常见的普通话、英语，还出现了粤语、客家话、潮州话、东北话、四川话等方言，因此，有的消费者在选购时，就觉得它的“语言能力”超强。但有些消费者在使用后反映，其实最能够将路面实际情况表达得恰到好处的，始终是普通话。其它语言则只是将路名距离等简单的信息机械地以当地方言表达出来，因此，在导航信息的表述中，让人感觉怪怪的。
三：对比超远景点路线规划
选择一款导航产品，它对路线规划、演算速度的快慢，是衡量产品优劣的一个重要方面。因此，有些消费者在购买时，喜欢输入当地的道路信息，以试验产品的运算情况，这并不足够。可尽量将一些极远的地点，如西藏、新疆、内蒙古、吉林等地的旅游景点设为目的地，以测试机器的计算速度。而且，这种远程目的地最好多输入几个。记者在使用中发现，将西藏布达拉宫设为目的地，有的产品虽然可以较迅速地规划出路径，但再将吉林、内蒙古的一些景点设为目的地，让它演算，产品就逐渐出现了运算缓慢甚至死机现象。如果机器每次的演算状态进度，从0%-100%都可以在短时间内完成，证明其运行质量可以得到保证。但如果有的机器在显示到60%-70%时，就出现很缓慢，甚至死机，这种机器显然不太适合那些喜欢自驾远游的消费者。
四：输入兴趣点对比地图信息量
市场上大部分品牌的GPS导航仪，都会选择一家固定的电子地图商合作。但要注意，这种符合国家出版资质的电子地图，大体上数据信息相差不大，但却有南北之分。有的公司的电子地图面向的市场为南方，因此，使用者会发现，本地的一些兴趣点的信息量会十分丰富，以郊区一些楼盘为例，主打南方市场的某电子地图，连该楼盘内不同小区的名称都可以显示出来。而一些侧重北方市场的电子地图，则连该楼盘都找不到。因此，在选购时，消费者可以根据自己的需求，对比一下不同产品电子地图的信息量是否丰富。比如，选择了禅城区之后，可输入一些连锁餐饮企业名称，看同一区域内哪个更详细些。结果，有些地图显示出二十几个，但另外一些地图只显示出十来个。
五：别凭熟悉路线判断产品优劣
在选购时，很多人会第一时间将自己经常行驶的出发地与目的地输入，看看它指引的路线是否与自己经常行驶的路线吻合，以此来判别产品的优劣。其实，这并不完全正确。有经常使用导航仪的车主表示，在不堵车的前提下，往往导航仪推荐的路线更近。可见，如果车主比较熟悉出发地与目的地，容易怀疑导航仪的引导路线。不过，导航仪指引的路线虽然比较近，但也会出现所指引的小路路况极差，甚至难以通过的情况。

## 16 四大导航

1、美国全球定位系统（GPS）。有24颗卫星组成，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，精度约为10米，军民两用，正在试验第二代卫星系统；
2、俄罗斯“格洛纳斯”系统。有24颗卫星组成，精度在10米左右，军民两用，设计2009年底服务范围拓展到全球；
3、欧洲“伽利略”系统。有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。2005年首颗试验卫星已成功发射。预计2008年前开通定位服务；
4、中国“北斗”系统。由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。“北斗一号”精确度在10米之内，而“北斗二号”可以精确到“厘米”之内。计划2008年左右覆盖中国及周边地区，然后逐步扩展为全球卫星导航系统。2012年10月25日23时33分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”火箭，成功将第16颗北斗导航卫星送入预定轨道。这是我国二代北斗导航工程的最后一颗卫星，这是长征系列运载火箭的第170次发射。至此，我国北斗导航工程区域组网顺利完成。
[2]全球定位系统（Global Positioning System）是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。

## 17 时钟装置

时钟装置的GPS 是英文Global Positioning Satellite，是DCS系统的时钟装置，提供DCS系统工作站和DPU的时钟同步。同时扩展接口为电气设备提供GPS时间同步。

## 18 注意事项

在家不能搜星 GPS靠直接接收美国GPS卫星信号工作，需要在室外看到天空的地方才能接收到卫星信号，室内不能接收！ 2.电池使用时间短 所有车载型GPS电池连续使用时间都不长，因车上有点烟器电源，设计者认为没有机会需要长时间用电池待机，电池只做备用，不插电源连续使用一般只有40分钟～1.5小时，型号不同，使用不同，还会有较大差异。 需要注意的是汽车点火发动的瞬间，启动电流很大，有冲击烧毁车充保险丝的风险，最好在汽车启动的时候，不要在点烟器上插车充，启动后再连接。 3.定位不准 GPS正常平面定位误差在10-20米以内，受到如天气，美国GPS政策等诸多因素影响，有时还会更大。如果地图指示位置没有很准确在路上，原因可能是信号不良导致延滞造成误差，也可能是地图数据偶尔偏差，也有可能是路很宽，所以看起来GPS好像稳定偏移路面。 4.不能搜星或者搜星慢 遇到不能搜星或者搜星慢的情况不要着急，请换地点改时间再试试。不要用一两次，或一两天就决定GPS的好坏，由于卫星状态每天都不同，也许同一个地方，上午信号满格，但晚上信号差点。

## 19 我国前景

随着汽车、手机等高档消费品的普及，中国正在成为全球卫星定位导航系统（GPS）产业增长最快的市场之一。“十一五”期间，GPS在多个领域将会拥有更大的发展空间。然而，由于GPS在我国尚处于起步阶段，与产业发展相配套的环境还不完善，制约了企业的创新和发展。致力于GPS产业发展的有识之士时刻关注着这些问题，并亲自实践探索其发展和突破之道。北京东方联星科技有限公司总经理张峻林是众多探索者中的一员。有了更多这样的有识之士，中国GPS产业的明天值得期待。
中国投资咨询网《2007年中国GPS导航市场分析及投资咨询报告》称，截至2005年底，中国安装车载导航设备的车辆不足10万辆，普及率不到1%。随着中国市场的高速发展及新品牌的层出不穷，预计GPS产业产值在2007年可接近10亿元。“十一五”期间，GPS在航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等领域的应用都会有很大的发展空间。然而，由于GPS在我国处于起步阶段，与产业发展相配套的环境还不尽完善，制约了企业的创新和发展。
产业配套环境急需建立
与GPS产业发达的国家相比，我国的GPS产业尚处于起步阶段，与之配套的大环境还没有形成，企业发展相对较难。虽然中国企业自主研制的GPS核心技术产品已经达到国际水平，甚至直接卖给国外的公司，但由于没有适合产业发展的大环境，产业链没有形成，许多相关配套产品都没有企业提供。特别是能够研发核心技术的企业太少，只有东方联星、西安华讯、北京星科联通等少数几家，势单力孤。
在政策环境方面，虽然国家已经认识到发展GPS的重要性，但支持力度远远不够。“主要还是国家卫星导航的人才太少，制定发展卫星导航产业的框架战略不清晰，导致国家对未来卫星导航产业的认识不足，投入谨慎，对企业的支持力度不够。”业内人士表示。此外，高校中没有教授GPS知识的人，更谈不上培养下一代GPS人才。

据国外专家预测，到2030年，世界GPS市场将进入到平缓发展阶段，市场趋于平稳，应用范围虽十分广泛，但随着产业规模的扩大，单位利润会逐渐降低。由于事关中国卫星导航产业的发展，多年来一直致力于此的业内人士对以上情况看在眼里急在心里，其中就包括东方联星科技公司总经理张峻林。他说：“卫星导航在国内外都是不成熟的，但是如果再等5年，国外技术完全成熟的时候，我们的机会就更少了，就像现在去做PC操作系统，谈何容易？”东方联星虽然在某些领域已经走在了世界GPS事业的前列，但是缺乏大的环境支持，难免曲高和寡。
国家已经认识到发展GPS的重要性，特别是对某些国有企业动辄支持几千万甚至上亿元。但这些国有企业并没有自己的核心技术，而是斥巨资购买国外的技术产品。如果这些企业能转而利用国内企业的核心技术，让他们分一杯羹，不仅可以保证国内企业的生存，还能打开GPS发展的大环境，推动我国卫星导航事业的发展。“但是像这样的局面有谁来改变呢？”张峻林郁闷地说。

## 20 定位系统

### 定义

GPS定位系统是指利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，简称GPS(Global Positioning System)。GPS定位系统功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素;这三个要素缺一不可;通过这三个要素，可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。

### 构成

空间部分
GPS定位系统的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12恒星时。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。可见，GPS定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
控制部分
GPS定位系统的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作;另外，主控站也具有监控站的功能。注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。
用户部分
GPS定位系统的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。
以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS定位系统。

### 特点

GPS定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。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，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。

## 21 全球定位

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，并用于情报收集、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。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。另外一种解释为G/s(GB per s)

## 22 网的设计

建立城市或其它局部性GPS控制网是一项重要的基础性工作，技术设计则是建立GPS网的第一步，是保证GPS网能够满足经济建设需要，保证GPS成果质量可靠的关键性工作
随着GPS 在测量中应用的普及,对GPS 应用的研究有了更广泛的扩展。而GPS 网无论是在布网方案,还是在平差模型方面,都与经典网有许多不同之处。由此,经典网的优化设计不再完全适用于GPS 网的优化设计。本文在总结了GPS 网特点和经典网优化设计特点的基础上,提出了GPS 网优化设计的分类与优化目标。

## 23 标准

全球定位系统(GPS)测量规范 GB/T 18314-2001
Specifications for global positioning system (GPS) surveys

## 24 范围

本标准规定利用全球定位系统(GPS)按静态、快速静态定位原理，建立测量控制网（简称（GPS）控制网）的原则、等级划分和作业方法。
本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测和数据处理。

## 25 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，适用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 12897-1991 国家一、二等水准测量规范
GB 12898-1991 国家三、四等水准测量规范
GB/T 17942-2000 国家三角测量规范
CH 1002-1995 测绘产品检查验收规定
CH 1003-1995 测绘产品质量评定规定
CH/T 1004-1999 测绘技术设计规定
CH 8016-1995 全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程

## 26 实际运用

道路工程中的应用
GPS在道路工程中的应用，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，以知点少，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。中国已逐步采用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。
巡更应用
GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称。GPS运用到电子巡更里的优势是如果一个比较长比较远的巡检线路，不需要安装巡检点，直接从卫星上取得坐标信号，主要适用于长距离巡更巡检如电信、森林防火、石化油气管道勘查等。澳普门禁的左光智介绍：“但是GPS容易受环境的影响，比如因为阴天的森林天上有云、电离层都会对卫星信号产生影响甚至有可能定位不到。”加上GPS耗电量大，成本高；最大的局限性是GPS不能在封闭的空间内比如大楼里面使用，而巡更产品大部分是用于室内的[3]。
汽车导航和交通管理中的应用
（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辅助功能，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。
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，据国外资料显示，还可利用GPS获得气象数据，为某些实验和工程应用。
时间服务以GPS的时间为基准，为领域内的设备提供时间服务，是时间服务器基准时间重要来源。
全球卫星定位系统GPS是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。GPS技术在中国道路工程和交通管理中的应用还刚刚起步，随着我国经济的发展，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。
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参考资料

  - 1． GPS全球定位系统 ．中国江苏网 [引用日期2013-08-23] ．

  - 2． 北斗卫星导航系统 ．科技名词定义 ．2012-10-15 [引用日期2013-09-14] ．

  - 3． GIS技术与GPS技术应用到巡更系统中 ．一卡通网 [引用日期2013-05-14] ．

相关文献
  - 基于PIC18F8520的GPS精准时钟实现-今日电子-2011年 第1期
  - GPS在三峡库区开县大榜8社滑坡监测中的应用-山西建筑-2011年 第2期 (37)
  - GPS在公路控制测量中的应用-山西建筑-2011年 第1期 (37)

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