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GPS技术发展状况和应用

摘要:随着科技的进步,测绘科学无论在理论上,还是在生产实践中,都发生了

巨大的变化GPS导航定位系统以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简

便、应用广泛等显著特点,已被广泛应用于测量领域的各个方面,本文主要介绍了

GPS定位系统的发展现状和应用前景。

关键字:GPS全球定位系统发展情况应用前景

GPS全球定位系统是美国国防部在1973年12月批准它的陆海空三军联合研

制的新卫星导航系统:NAVSTAR/GPS。它是英文

“NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem”的缩写词。其意

为“卫星测时测距导航/全球定位系统”,简称GPS系统。该系统是以卫星为基础的

无线电导航定位系统,具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、

连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、

速度和时间。

1GPS系统的组成

GPS全球定位系统包括三大部分:空间部分—GPS卫星星座、地面控制部分

—地面监控系统和用户设备部分—GPS信号接收机三部分组成。

1.1空间部分

由卫星群构成,而且构成卫星群的卫星都是主动式工作的。GPS空间卫星群

由24颗高约20万km的卫星组成,它们均匀地分布在6个椭圆轨道上。轨道各

平面之间的交角60度,轨道和地球赤道的倾角为55度,卫星的轨道运行周期为11

小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上都可以接受4到11

颗GPS卫星发送出的信号。

1.2控制部分

GPS的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。其主要任

务是轨道预报(即监测和控制卫星系统);通过对GPS的观测数据计算卫星的星历

和卫星钟的改正参数等,确定系统时间、预报卫星星历、发布最新卫星导航电文。

1.3用户部分

GPS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、

气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。

不同类型的GPS接收机,由带前置放大器的天线、信号识别和处理的射频仓、微

处理器、精密振荡器、电源、显示屏、内存和数据存储器组成。

2GPS的工作原理

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置架设

GPS接收机,在某一时刻同时接收了3颗以上的GPS卫星所发出的导航电文,根据

卫星发射天线和接收机天线间信号传播时间,通过一系列数据处理和计算可求得

该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些

卫星的三维坐标。从而用距离交会的方法求得点的三维坐标。在GPS测量中通

常采用两类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统;另一类是与地球体相固联的

坐标系统,称地固坐标系统,我们在公路控制测量中常用地固坐标系统。在实际使

用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,求出所使用的坐标系

统的坐标。

3GPS测量的技术特点

1).定位精度高

2).观测时间短

3).测站之间无需通视

4).提供三维坐标

5).操作简便

6).全天候作业

7).多功能,应用广

4GPS系统在我国的应用和发展情况

新中国成立后,我国航天科技事业在自力更生、艰苦创业的征途上,逐步建立

和发展,跻身于世界先进水平的行列,成为世界空间强国之一。从1970年4月把第

一颗人造卫星送入轨道以来,我国已成功地发射了三十多颗不同类型的人造卫星,

为空间大地测量工作的的开展创造了有利条件。

4.1GPS系统在我国的应用现状

20世纪70年代后期,有关单位在从事多年理论研究的同时,引进并试制成功

了各种人造卫星观测仪器。其中有人卫摄影仪、卫星激光测距仪和多普勒接收机。

根据多年的观测实践,完成了全国天文大地网的整体平差,建立了1980年国家大

地坐标系,进行了南海群岛的联测。80年代初,我国一些院校和科研单位已开始研