相信大家在野外探险的时候GPS是必备的装备之一，所以找来了这篇文章和大家一起分享。
GPS计划自1973年起步，1978年首次发射卫星，1994年完成24颗中高度圆轨道（MEO）卫星组网，共历时16年、耗资120亿美元。至今，已先后发展了3代卫星，共发射了41颗。目前，在轨工作卫星有28颗，其中还发射成功2颗新型的2R型卫星，还将发射19颗，总共耗资190亿美元。计划从2003年开始部署33颗2F型卫星。此外，现在又开始了全改进型GPS Ⅲ的概念研究，以适应2030年未来的系统级要求。
GPS系统由美国国防部运作，美国政府为了加强其在全球导航市场的竞争力，已于2000年5月1日午夜撤销对GPS的SA干扰技术，标准定位服务定位精度双频工作时实际可提高到20m、授时精度提高到40ns，并承诺以后逐步增加两个民用频率，即L2增加C／A码和民航安全专用的L5（频率为1176MHz），希望以此来抑制其他国家建立与其平行的另一个系统，并提倡以GPS和美国政府的增强系统作为国际使用的标准。美国为保持其独家利用卫星导航系统的军事优势，提出了导航战的战略方针。其内容在战时包括3个方面：对战区内抑制民用信号，例如施放干扰和恢复SA手段，拒绝敌方使用其所有有用导航功能；确保本方使用，加强反干扰、反欺骗能力和抗摧毁能力，例如加大P（Y）功率，在L1和L2上增加M码，并已开发出军码在民用码受干扰和关闭时的独立捕获的自我生存能力，增加星间链路和提高卫星原子钟频率长期稳定度以增加星座自主导航能力，导航接收机采用可控方向图天线，对多个干扰源方向形成天线方向图零点以降低干扰能量等；虽宣称要保留战区以外的民间应用，但波及的范围估计不可能太小。
GPS定位技术是利用高空中的GPS卫星，向地面发射L波段的载频无线电测距信号，由地面上用户接收机实时地连续接收，并计算出接收机天线所在的位置。因此，GPS定位系统是由以下3个部分组成：
（1）GPS卫星星座（空间部分）；
（2）地面监控系统（地面控制部分）；
（3）GPS信号接收机（用户设备部分）。
图1 GPS组成示意图
这3部分有各自独立的功能和作用，对于整个全球定位系统来说，它们都是不可缺少的。卫星星座包括24颗在轨卫星，它向用户设备提供测距信号和数据电文。地面测控网完成对空间卫星的跟踪和维护，监视卫星的状态和完好性，并精密确定卫星的轨道。用户设备完成导航、授时和其他有关的功能（例如测绘）。下面将对系统每个部分做进一步详细介绍。
全球定位系统（Global Positioning System简称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。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卫星星座布设完成。
GPS的发展概况：
1、1957年10月4日第一颗人造卫星 Sputnik I 发射成功。
2、1958年12月开始设计 NNSS(Navy Navigation SatellitSystem)
–TRANSIT，即子午卫星系统。1964年1月该系统正式运行。
–1967年7月系统解密以供民用。
3、1973年12月，美国国防部批准研制GPS。
4、1978年2月22日，第1颗GPS试验卫星发射成功。
5、1989年2月14日，第1颗GPS工作卫星发射成功。
6、1991年，在海湾战争中，GPS首次大规模用于实战。
7、1992年，IGS成立。（International GPS Service，国际GPS服务机构）
8、1995年7月17日，GPS达到FOC – 完全运行能力（Full Operational Capability）。
9、1999年1月25日，美国副总统戈尔宣布，将斥资40亿美圆，进行GPS现代化。
10、1999年8月21/22日子夜，GPS发生GPS周结束翻转问题。
11、2000年1月1日，Y2K问题。
12、2000年5月1日，美国总统克林顿宣布，GPS停止实施SA。
GPS系统由空间部分、地面监控部分和用户部分三大部分组成。
• 空间部分
GPS系统空间部分由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。它们分布在6个等间距的轨道平面上，轨道面相对赤道的夹角为55度，每个轨道面上有4颗工作卫星，卫星的轨道接近圆形，轨道高度为2.01836万公里，周期约12小时。在一般情况下，用户能同时观测到6～8颗卫星。GPS卫星可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文，并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持正常运转。
• 地面监控部分
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，其主要功能是：跟踪GPS卫星，确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数，进行预报后再按规定格式编制成导航电文，并通过注入站送往卫星。地面监控系统还能通过注入站向卫星发布各种指令，调整卫星的轨道及时钟读数，修复故障或启用备用件等。
• 用户部分
用户部分由用户及GPS 接收机等仪器设备组成。GPS接收机测定从接收机至GPS卫星的距离，用户可根据卫星星历所给出的观测瞬间卫星在空间的位置等信息，根据距离交会原理求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。目前，美国正致力于进一步改善整个系统的功能，如通过卫星间的相互跟踪来确定卫星轨道，以减少对地面监控系统的依赖程度，增强系统的自主性。
GPS卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文三部分组成。可运载调制信号的高频振荡波称为载波。GPS卫星所用的载波有三个，分别称为L1载波、L2载波和L5载波。载波的另一个作用是测距，其测距精度比伪距测量的精度高2～3个数量级。因此，载波相位测量在高精度定位中得到了广泛的应用。测距码可分为粗码（C/A码)和精码（P码或Y码）两类，用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制码，从性质上讲属于伪随机噪声码。导航电文是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的二进制代码。
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