《大道无垠之奇偶平行空间》第四百二十七篇 庞多拉“天毁计划”三十七

    地面控制部分:由主控站（负责管理、协调整个地面控制系统的工作）、地面天线（在主控站的控制下，向卫星注入寻电文）、监测站（数据自动收集中心）和通讯辅助系统（数据传输）组成。

    空间控制部分:gps系统的空间部分由空间gps卫星星座组成。gps卫星星座原计划是将24颗卫星均匀分布在6个不同的轨道平面上，而发展到今天，在轨道上运行的卫星数量已经达到27颗。每个轨道平面与赤道平面的倾角大约55度。在地球上任何地点任何时刻都能观测到5－8颗卫星。每颗卫星都利用两个l载频传送信号，即l1（1575.42mhz）和l2（1227.26mhz）。每颗卫星都在完全相同的频率上传送信号，但每颗卫星的信号在到达用户之前都经过了多普勒颇移。l1承载精密（p）码和粗/捕获（c/a）码，l2仅承载p码。导航的数据报文叠加在这些码上，两个载频上承载着相同的导航数据报文。p码通常是加密的，只有c/a码可供民用。

    用户装置部分:主要由gps接收机和卫星天线组成，gps接收机，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。

    产生背景:全球定位系统(gps）是20世纪70年代由蓝色星球m国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。研发目的: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，是蓝色星球m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。

    原理:24颗gps卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

    由于卫星的位置精确可知，在gps观测中，卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（x,y,z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，x、y、z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

    事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。

    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，定位精度可提高到5米。

    定位服务:联邦无线电导航计划中规定的gps定位服务包括精密定位服务（pps）和标准定位服务（sps）。

    1pps授权的精密定位系统用户需要密码设备和特殊的接收机，包括美**队、某些政府机构以及批准的民用用户。

    2sps对于普通民用用户，美国政府对于定位精度实施控制，仅提供sps服务。sps服务可供全世界用户免费、无限制地使用。

    gps的特点:（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。

    gps的用途:从大方面来说:（1）陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、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