GPS是指全球定位系統。

     可為地球表面大部分地區（98%）提供精確定位、測速和高精度標準時間，滿足位于地面或近地空間任意位置的軍事用戶連續、準確地確定三維位置 、三維運動和時間要求，民用GPS也能達到十米左右的定位精度。

概述

定義

全球定位系統（GPS）是美國陸軍、海軍和空軍于1970年代聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統。 其主要目的是為陸?？杖箢I域提供實時、全天候、全球導航服務，并用于情報收集、核爆監測、應急通信等部分軍事用途。 這是美國全球霸權戰略的重要組成部分。 這是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。 該系統可以保證在任何時候，地球上任何一點都可以同時觀測到四顆衛星，從而保證衛星能夠采集到觀測點的經緯度和海拔高度，從而實現如下功能： 導航、定位和授時。 

介紹

GPS可以提供車輛定位、防盜、防搶、行車路線監控、呼叫指揮等功能。 實現以上所有功能必須具備GPS終端、傳輸網絡和監控平臺三要素。

工作準則

定位原理

GPS導航系統的基本原理是測量已知衛星與用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛星的數據，就可以知道接收機的具體位置。 為了達到這個目的，可以根據星載時鐘記錄的時間，在衛星星歷表中查到衛星的位置。 用戶到衛星的距離是通過記錄衛星信號傳播到用戶所用的時間，然后乘以光速得到的（由于大氣電離層的干擾，這個距離不是真實的 用戶與衛星之間的距離，但偽距（PR）：GPS衛星正常工作時，會不斷發射由1和0二進制組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）的導航電文 GPS系統使用的偽碼有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼，C/A碼的頻率為1.023MHz， 重復周期為1毫秒，碼距為1微秒，相當于300米；P碼頻率為10.23MHz，重復周期為266.4天，碼距為0.1微秒，相當于30米。 Y碼是在Pc的基礎上形成的 ode，具有更好的保密性。 導航電文包括衛星星歷、工作狀態、鐘差改正、電離層延遲改正、大氣折射改正等。 和其他信息。 它是從衛星信號中解調出來的，并以 50b/s 調制在載頻上傳輸。 導航電文的每個主幀包含5個子幀，每幀長6s。 前三幀各有10個碼； 它每 30 秒重復一次，每小時更新一次。 最后兩幀一共15000b。 導航電文的內容主要包括遙測碼、轉換碼和數據塊1、2、3，其中最重要的是星歷數據。 當用戶收到導航電文后，提取衛星時間與自己的時鐘對比，即可知道衛星與用戶的距離，然后利用導航電文中的衛星星歷數據，計算出衛星到達時的位置。 消息發布后，即可獲知用戶在WGS-84大地坐標系中的位置、速度等信息。

可見，GPS導航系統中衛星部分的作用就是不斷地發送導航電文。 但是，由于用戶接收機使用的時鐘與衛星星載時鐘不能一直保持同步，除了用戶的三維坐標x，y，z，aΔt，也就是衛星與衛星的時間差 接收器，必須作為未知數引入。 然后用4個方程求解這4個未知數。 所以如果你想知道接收器在哪里，你必須至少能夠接收到來自 4 顆衛星的信號。

GPS接收器可以接收精確到納秒級的時間信息，可用于授時； 預測星歷表，用于預測未來幾個月衛星的大致位置； 用于計算定位所需衛星坐標的廣播星歷，精度為幾米到幾十米（每顆衛星不同，隨時變化）； GPS系統信息，如衛星狀態等。

衛星到接收機的距離可以通過GPS接收機對碼的測量得到。 因為它包含了接收機衛星時鐘的誤差和大氣傳播的誤差，所以稱為偽距。 用CA碼測得的偽距稱為CA碼偽距，精度在20米左右。 P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度在2米左右。

GPS接收機對接收到的衛星信號進行解碼或采用其他技術去除載波上調制的信息，即可恢復載波。 嚴格來說，載波相位應該稱為載波差拍相位，它是接收到的衛星信號受多普勒頻移影響的載波相位與接收機本機振蕩產生的信號相位之間的差值。 一般在接收機時鐘確定的歷元時間進行測量，跟蹤衛星信號可以記錄相位變化值，但觀測開始時接收機和衛星振子的相位初始值 不知道，一開始第一個epoch的相位整數也是未知的，也就是整數模糊，只能在數據處理中作為參數來解決。 相位觀測值的精度高達毫米級，但前提是要解決整圈的模糊。 因此相位觀測值只有在有相對定位和連續觀測值時才能使用，只能達到優于米級的定位精度。 可以使用相位觀察。

GPS定位按定位方式分為單點定位和相對定位（差分定位）。 單點定位是一種根據接收機的觀測數據確定接收機位置的方法。 它只能使用偽距觀測，可用于車輛和船舶的粗略導航和定位。 相對定位（差分定位）是根據兩個或多個接收機的觀測數據，確定觀測點之間相對位置的一種方法。 它可以使用偽距觀測或相位觀測。 大地測量或工程測量應使用相位觀測進行相對定位。

GPS觀測值包括衛星和接收機時鐘誤差、大氣傳播延遲、多徑效應等誤差。 定位計算還受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時，大部分常見誤差都被消除了。 偏移或減弱，因此定位精度將大大提高。 雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測值抵消大氣中電離層誤差的主要部分。 當精度要求高，接收機距離遠時（大氣差異明顯），應選用雙頻接收機。

GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星的瞬時位置作為已知起始數據，采用空間距離后方交會的方法確定待測點的位置。 如圖所示，假設t時刻在地面待測點安裝了GPS接收機，則可以測得GPS信號到達接收機的時間Δt，由下式可確定以下四個因素 添加衛星星歷和接收器方程接收的其他數據。

定位精度

目前已有28顆衛星（含4顆備用）發射升空，分布在相交60度的6個軌道平面上，距地面約2萬公里。 單機導航精度在10米左右，綜合定位精度可達厘米級、毫米級。 但民用領域的開孔精度在10米左右。

零件

空間部分

GPS空間部分由24顆衛星組成（21顆工作衛星；3顆備用衛星），位于距地球表面20200km以上的天空中，運行周期為12h。 衛星均勻分布在6個軌道面（每個軌道面4顆），軌道傾角為55°。 衛星分布使得可以在世界任何地方隨時觀測4顆以上的衛星，并可以在衛星中預存導航信息。 由于大氣摩擦等問題，GPS衛星的導航精度會隨著時間的推移逐漸下降。 .

地面控制系統

地面控制系統由監測站、監測總站和地面天線組成。 主控站位于美國科羅拉多州斯普林菲爾德。 地面控制站負責采集衛星發回的信息，計算衛星星歷、相對距離、大氣改正等數據。

用戶設備部分

用戶設備部分是GPS信號接收器。 其主要功能是能夠捕獲根據一定的衛星截止角選擇的待測衛星，并跟蹤這些衛星的運行情況。 接收機捕獲被跟蹤衛星信號時，可以測量接收天線到衛星的偽距和距離變化率，解調衛星軌道參數等數據。 根據這些數據，接收機中的微處理計算機可以根據定位求解方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。 接收機硬件和內置軟件以及GPS數據后處理軟件包構成了完整的GPS用戶設備。 GPS接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。 接收機一般采用機內和機外兩種直流電源。 設置內部電源的目的是為了在更換外部電源時不間斷地連續觀察。 使用外部電源時，內部電池會自動充電。 內置電池在關機后為 RAM 存儲器供電，以防止數據丟失。 各類接收機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測。 第二個是用戶接收器。 目前有單頻和雙頻接收機兩種。 但由于價格因素，大部分用戶購買的都是單頻接收機。

市場發展

中國GPS導航市場潛力巨大。 截至2005年底，我國配備車載導航設備的車輛不足10萬輛，與3000萬輛的總保有量相比，普及率不足1%。 日本的車載導航安裝率高達59%，歐美約占25%。 2006年便攜式導航市場規模應接近5億元。 隨著市場的快速發展和新品牌的涌現，預計2009年我國車載GPS導航系統終端銷售額將接近100億元。

2008年在中國被稱為“3G元年”。 眾所周知，在國內通信領域，最炙手可熱的莫過于正在試運行的TD-SCDMA——3G標準。 3G作為新一代通信技術，給人們帶來了諸多期待。 3G牌照的全面發放也成為人們普遍關注的焦點。 事實上，國內的GPS導航領域也在經歷一場變革。 第三代PND導航產品應運而生，將人們帶入了全新的導航時代。

衛星導航應用產業在國民經濟中的作用越來越重要，將成為“十一五”規劃的重頭戲。 “十一五”期間，衛星導航在航空、海洋、鐵路、建筑、電信、電力等其他領域的應用將有很大的發展空間。

衛星導航技術的發展趨勢主要表現在三個方面：一是衛星導航多系統共存，提高了系統的可用性，擴大了應用領域； 二是多元導航技術正在推廣應用，主要包括GPS與移動通信基站定位、陀螺儀、航位推算技術等的結合應用； 三是衛星導航與無線通信等高新技術相結合，如嵌入手機、便攜PC、PDA、手表等的GPS接收器，通信、安防和消費電子產品從根本上推動IT的全面發展 技術。

如何購買

質量

選擇GPS導航產品時，軟件和硬件的配置非常重要。 一般來說，專業品牌廠商的硬件配置更值得信賴。 一些假冒GPS制造商經常偽造硬件配置，導致液晶屏、GPS芯片、處理器等產品質量難以保證。 他們整個GPS產品的生產過程無非是一些硬件的簡單集成組裝。 正規GPS廠家的硬件配置往往要經過層層把關，必須通過ISO質量生產標準（主要是ISO2000質量認證、ISO14001環境認證）等認證。 對于汽車產品，只有通過“ISO/TS TS16949標準認證”，才能為奔馳、大眾等汽車廠商提供產品和服務。

軟件

在軟件方面，最受關注的自然是GPS導航地圖數據的準確性和更新的及時性。 地圖的頻繁更新導致電子地圖的制作成本居高不下，因此很多不合格的GPS廠商會減少地圖更新或盜版其他電子地圖。 如果消費者使用“假冒偽劣”地圖進行機器導航，不僅容易“誤入歧途”，甚至可能危及生命。

品牌

事實上，品牌的重要性遠遠超過其他。 由于我國衛星導航產業是處于發展階段的高新技術產業，只有在市場上耕耘多年的專業廠商才能保證產品技術的領先優勢，同時具備資金和 實力為用戶提供全面優質的服務保障。

產品的價格和售后服務也是購買產品時主要考慮的因素。 消費者希望買到物美價廉的產品，但結果未必是他們想要的。 市面上很多導航產品“便宜”但不“好”。 因此，在此提醒廣大消費者，在選購產品時，不要被單純的變態低價所蒙蔽。 對于與自己駕車出行、旅行探險息息相關的導航產品，千萬不要吝嗇為自己的“出行安全”買單。

作為一款GPS導航產品，產品技術的升級和地圖數據的更新非常重要。 只有專業的品牌廠商才能及時地為消費者提供這樣的服務。

誤解

油價在連續第三次下跌后，迎來了連續第三次上漲。 剛買車的新手更擔心會走錯路，任何省油的駕駛習慣都會付之東流。 因此，在買車之后，越來越多的菜鳥會考慮購買車載導航儀。 不過記者發現，除了導航產品本身的缺陷，車主們無論是在購買時的靜態測試，還是在實際應用過程中，都存在一些誤區。

購買時不要迷信搜星速度

通常，在購買GPS導航儀的店面，售貨員都會向消費者展示產品的衛星接收信號有多快。 通常，GPS分為熱啟動、冷啟動和暖啟動三種方式。 但是，在銷售導航儀的過程中，有的銷售人員故意轉換概念，用不同狀態下的GPS來比較搜索速度。 一般第一次使用，電池耗盡丟失信息，或者接收設備在關機狀態下移動1000公里以上，GPS冷啟動定位速度比熱啟動定位慢很多 速度。

其實很多消費者都比較看重超快定位，但銷售人員展示的超快搜星不一定真的很快，因為要區分冷熱啟動的不同狀態。 例如，市面上的一些GPS產品就搭載了HotFix超快速定位技術。 ，與其他沒有超快定位技術的產品相比，定位速度快一倍以上。

更多的語言并不更實用

在實際應用中，大多數情況下都是通過產品的語音來進行導航。 因此，越來越多的產品多了一個“多語言選擇”的賣點。 除了最常見的普通話和英語，廣東話和客家話也出現了。 、潮州話、東北話、四川話等方言。 因此，一些消費者在購買時會覺得它的“語言能力”超強。 但也有消費者使用后反映，其實在路上，最能表達實際情況的永遠是普通話。 其他語言只是機械地用當地方言表達路名、距離等簡單信息。 因此，在導航信息的表達上，讓人覺得很奇怪。

比較超遠景點的路線規劃

在選擇一款導航產品時，其路線規劃速度和計算速度的快慢是衡量產品好壞的一個重要方面。 因此，一些消費者喜歡在購買時輸入當地的道路信息來測試產品的運行情況，但這還不夠。 你可以嘗試將一些極遠的地方，比如西藏、新疆、內蒙古、吉林等旅游景點設置為目的地，來測試機器的計算速度。 而且，最好多輸入幾個這樣的遠程目的地。 記者在使用過程中發現，如果將西藏的布達拉宮作為目的地，部分產品可以比較快速地規劃出路線，但如果將吉林、內蒙古的一些景區作為目的地，讓它去計算， 產品會逐漸出現運行緩慢甚至死機的現象。 如果機器的每個計算狀態的進度都能在短時間內完成從0%到100%，就證明它的運行質量是可以保證的。 但是如果有的機器在顯示到60%-70%的時候出現很慢甚至死機的情況，這種機器顯然不適合喜歡自駕游的消費者。

輸入興趣點比較地圖信息量

市面上大部分品牌的GPS導航儀都會選擇固定的電子地圖供應商進行合作。 但需要注意的是，這種符合國家出版資質的電子地圖，數據信息一般相同，只是有南北差異。 一些公司的電子地圖瞄準的是南方市場。 因此，用戶會發現一些當地的興趣點的信息量會非常豐富。 以郊區的一些樓盤為例，一張以南方市場為主的電子地圖，甚至可以顯示不同小區的名稱。 而一些主打北方市場的電子地圖，連這個樓盤都找不到。 因此，消費者在購買時，可以根據自己的需要比較不同產品電子地圖的信息內容是否豐富。 比如選擇禪城區后，可以輸入一些連鎖餐飲企業的名稱，看看同一地區哪一家更詳細。 結果，有些地圖顯示了兩打，而另一些地圖只顯示了一打。

不要以熟悉的路線判斷產品的優劣

很多人在購買的時候，會第一時間輸入自己常駕的出發地和目的地，看看它所指引的路線是否與自己常駕的路線相符，從而判斷產品的好壞。 實際上，這并不完全正確。 一些經常使用導航儀的車主表示，在不堵車的前提下，導航儀推薦的路線往往更近。 由此可見，如果車主對出發地和目的地比較熟悉，很容易對導航儀的引導路線產生懷疑。 不過，雖然導航儀引導的路線比較近，但也會出現導航儀引導的路況極差，甚至難以通過的情況。

GPS

定義

GPS定位系統是指利用衛星在全球范圍內進行實時定位和導航的系統，簡稱GPS（Global Positioning System）。 GPS定位系統的功能必須具備三個要素：GPS終端、傳輸網絡和監控平臺； 這三個要素缺一不可； 通過這三個要素，可以提供車輛防盜、防搶、行車路線監控、呼叫指揮等功能。

構成

空間部分

GPS定位系統空間部分由24顆GPS工作衛星組成。 這些GPS工作衛星共同組成GPS衛星星座，其中21顆為導航衛星，3顆為現役備用衛星。 這24顆衛星分布在6個傾角為55°的軌道上環繞地球運行。 衛星的軌道周期約為12個恒星小時。 每顆GPS工作衛星發出導航定位信號。 GPS 用戶使用這些信號來完成他們的工作。 可見，GPS定位系統中衛星部分的作用是不斷發送導航電文。

控制部分

GPS定位系統的控制部分是由分布在世界各地的若干個跟蹤站組成的監控系統。 這些跟蹤站根據其功能的不同分為主控站、監控站和注入站。 主控站的作用是根據各監測站對GPS的觀測數據，計算出衛星星歷和衛星鐘的校正參數，并將這些數據通過注入站注入衛星； 控制，向衛星發出指令，當工作衛星出現故障時，派出備用衛星代替故障的工作衛星； 此外，主控站還具有監控站的功能。 注入站的作用是將主控站計算出的衛星星歷和衛星鐘差注入衛星。

用戶部分

GPS定位系統的用戶部分由GPS接收機、數據處理軟件和相應的計算機氣象儀器等用戶設備組成。 它的作用是接收GPS衛星的信號，并利用這些信號進行導航定位。

       以上三部分共同構成了一個完整的GPS定位系統。

特征

GPS定位系統具有性能好、精度高、應用廣泛的特點。 它是迄今為止最好的導航定位系統。 隨著全球定位系統的不斷完善，硬件和軟件的不斷完善，應用領域不斷開拓，已經遍及國民經濟的各個領域，并逐漸深入到人們的日常生活中。

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