GPS定位的主要構(gòu)成

      GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成 1.GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi),軌道平面的傾角為55°,衛(wèi)星的平均高度為20200km,運(yùn)行周期為11h58min。

      衛(wèi)星用L波段的兩個(gè)無線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào),導(dǎo)航定位信號(hào)中含有衛(wèi)星的位置信息,使衛(wèi)星成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的已知點(diǎn)。在地球的任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻,在高度角15°以上,平均可同時(shí)觀測到6顆衛(wèi)星,可達(dá)到9顆。GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼，一組稱為C/A碼(Coarse/AcquisitionCode11023MHz)，一組稱為P碼(ProciseCode10123MHz)。

      地面控制部分由一個(gè)主控站，5個(gè)全球監(jiān)測站和3個(gè)地面控制站組成。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過初步處理后，傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù)，然后將結(jié)果送到3個(gè)地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí)，把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對(duì)每顆GPS衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障，那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時(shí)間,但導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。GPS用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備(如計(jì)算機(jī))等組成。

     GPS接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號(hào),跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行,并對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換、放大和處理,再通過計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件,經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差,求出GPS接收機(jī)中心(測站點(diǎn))的三維坐標(biāo)。GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。目前各種類型的接受機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。