论文导读：全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)是美国从20世纪70年代开始研制的，历时20年。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，受到广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
关键词：GPS，地籍测量，应用
1 全球定位系统(GPS )
全球定位系统(GlobalPositioning System, GPS) 是美国从20世纪70年代开始研制的，历时20年。耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，受到广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益、良好的抗干扰性和保密性等显著特点。90年代以来, GPS 卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合, 在空间定位技术方面引起了革命性的变革。用GPS 同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间, 从静态扩展到动态, 从事后处理扩展到实时(准实时)定位与导航, 从而大大拓宽了它的应用范围和在各行各业中的作用。除了传统的应用于测绘系统和军事方面的大地测量、工程测量、航空摄影测量等多种学科外, 车载GPS 导航、GPS 地震监测系统、GPS 气象学、GPS 捕鱼业、GPS 放牧、GPS 狩猎、GPS 登山旅游以及GPS 农业等都是的GPS普及应用。
GPS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。免费论文网。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设备部分组成。
(1) GPS系统的组成
GPS由三个独立的部分组成:
.空间部分:21颗工作卫星，3颗备用卫星。
.地面监控部分:1个主控站。3个注人站，5个监测站。
.用户设备部分:接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。
(2) 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己知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图1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他数据可以确定以下4个方程式:
图1
上述4个方程式中待测点坐标x，y，z和 为未知参数，其中 (i=1，2，3，4)。
d(i=1，2，3，4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
 (i=1，2，3，4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为 GPS信号的传播速度(即光速)o
4个方程式中各个参数意义如下:
x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。
 、 、 (i=1,2 ,3 ,4 )别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得;
 （i=1 . 2 ,3 ,4 )分别为卫星l、卫星2、卫星3.1猩4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供;
 为接收机的钟差。
由以上4个方程即可解算出待测点的坐标x,y ,z 和接收机的钟差。
按目前的方案，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。21十3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在6个轨道面上〔每轨道面4颗)，轨道倾角为 。免费论文网。卫星的分布使得在全球的任何地方、任何时间都可观测到4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4个监控间、1个上行注人站和1个主控站。监控棚设有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。它对地面监控部分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人到卫星。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。全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是乞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，目前已遍及国民经济各个部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
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