综述全球卫星导航系统

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1、综述全球卫星导航系统全球四大卫星导航系统:①美国的GPS②欧盟的“伽利略”③俄罗斯的“格洛纳斯”④中国的“北斗”1.美国的GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系统）的简称；在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(GeometricalProductSpecifications)-简称GPS。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

2、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。GPS是目前世界上最先进、最完善的卫星导航系统与定位系统。GPS具有以下特点：全球、全天候工作，有24颗GPS卫星星座，全球覆盖率高达98%。高精度定位，单击定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。静态定位观测效率高（快速省时高效率），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，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。应用广泛多功能，主要是为船舶，汽车，飞机等运动物体进行定位导航。同时，还应用于各种等级的大

3、地测量、水下地形测量、地壳形变测量、大坝和大型建筑物变形监测，工程机械(轮胎吊，推土机等)控制等。操作越来越简便，随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度；使野外工作变得轻松愉快。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10-6，100-500KM可达10-7，1000KM可达10-9。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm。观测时间短；随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20

4、KM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，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。测站间无须通视；可提供三维坐标；经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。操作简便；随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。使野外工作变得轻松愉快。全天候作业；目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行

5、,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。功能多、应用广；GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0。1M/S，测时的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的交点，Y轴与X轴和Z轴构成右手系。GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。其中，较为常见的方面是利用GPS建立各种类型和等级的控制网，在这些方面

6、，GPS技术已基本上取代了常规的测量方法，成为了主要手段。较之于常规方法，GPS在布设控制网方面具有以下一些特点：测量精度高：GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量手段，GPS基线向量的相对精度一般在10-5~10-9之间，这是普通测量方法很难达到的。选点灵活、不需要造标、费用低：GPS测量不要求测站间相互通视，不需要建造觇标，作业成本低，大大降低了布网费用。全天侯作业：在任何时间、任何气候条件下，均可以进行GPS观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布设。观测时间短：采用GPS布设一般等级的控制网时，在每个测站上的观测时间一般在1~2个小时左右，采

7、用快速静态定位的方法，观测时间更短。观测、处理自动化采用GPS布设控制网，观测工程和数据处理过程均是高度自动化的。GPS的应用有：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。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、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等。航空航天应用；包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。一般说来，GPS系统主要由三个部分组成：空间部分——GPS卫星星座