介紹：GPS，我們既熟悉又陌生，我們總是把GPS和GPRS混淆起來。GPS實際上是一種全方位、全天候、全天時、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確的定時導(dǎo)航信息。

GPS是全球定位系統(tǒng)的縮寫。GPS定位衛(wèi)星用于在全球范圍內(nèi)進(jìn)行實時定位和導(dǎo)航。

GPS是由美國國防部開發(fā)的，為全球客戶建立一個全方位、全天候、全天時、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具有低成本、高精度的三維導(dǎo)航信息，如位置、速度和精確的定時模型是應(yīng)用于導(dǎo)航衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，極大地提高了地球的信息化水平，有力地推動了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

GPS那幾個部分構(gòu)成？

1、空間部分

GPS空間部分由24顆工作衛(wèi)星組成，距地球表面20200公里，均勻分布在六軌道上，軌道傾角為55°。另外四顆主動備份衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行。衛(wèi)星的分布允許在任何時間在世界任何地方觀測到超過四顆衛(wèi)星，隨著時間的推移提供連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩組代碼，一個稱為C/A，另一組為P。由于它的高頻率、無干擾和高定位精度，P代碼由美軍控制，并且配備了不能被公眾解釋的代碼。它主要服務(wù)于美軍。C/A碼主要是在人工降低其精度之后開放使用的。

2、地面控制

GPS地面控制部分由一個主控站、五個全球監(jiān)測站和三個地面控制站組成。這些站配備有銫鐘、精密的計時器和能夠連續(xù)測量所有可見衛(wèi)星的接收器。監(jiān)測站經(jīng)過初步處理后，將衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)發(fā)送給主控站。主控站將從每個監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù)，計算衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù)，然后將結(jié)果發(fā)送到三個地面控制站。當(dāng)每顆衛(wèi)星在頭頂運(yùn)行時，地面控制站每天在接收站的范圍內(nèi)將導(dǎo)航數(shù)據(jù)和主控制站的命令注入衛(wèi)星。如果地面站出現(xiàn)故障，衛(wèi)星中存儲的導(dǎo)航信息可以用一段時間，但導(dǎo)航精度會逐漸降低。

3、用戶設(shè)備

用戶設(shè)備部分是GPS信號接收機(jī)。它的主要功能是捕獲和跟蹤根據(jù)一定衛(wèi)星截止角選擇的衛(wèi)星。接收機(jī)捕獲跟蹤衛(wèi)星信號時，可以測量接收天線到衛(wèi)星的偽距和距離變化率，解調(diào)衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。基于這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)的微處理計算機(jī)可以根據(jù)位置解算方法進(jìn)行定位計算，并計算用戶的地理位置的經(jīng)度、緯度、高度、速度、時間等信息。接收機(jī)的硬件和軟件以及GPS數(shù)據(jù)的后處理軟件構(gòu)成了完整的GPS用戶設(shè)備。目前，各種接收機(jī)體積小、重量輕，便于現(xiàn)場勘測。

GPS接收機(jī)性能指標(biāo)有哪些？

1、搜星數(shù)量

GPS接收機(jī)接收的衛(wèi)星數(shù)量分為可見衛(wèi)星數(shù)量和實際使用衛(wèi)星數(shù)量。可見衛(wèi)星的數(shù)量可以部分地解釋GPS接收機(jī)的接收性能，GPS接收機(jī)可以在地球的任何開放區(qū)域接收12-13顆衛(wèi)星。有時，在接收器上可以看到數(shù)目不一的衛(wèi)星，并且不能計算接收到的衛(wèi)星數(shù)量。

2、靈敏度和噪聲比

GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星信號，分別為1575.42MHz和1228 MHz的L1和L2。L1是圓極化的開放民用信號。

對于普通用戶，GPS接收機(jī)的靈敏度可以通過信噪比(CN0)來測量，也就是說，接收模塊通過NMEA的GSV語句輸出的信噪比值約為40。

3、位置誤差與漂移

不同的接收機(jī)由于性能差異而具有不同的誤差，特別是當(dāng)信號較弱且天線性能不佳時，一些誤差可能達(dá)到100米，有時可能達(dá)到公里。一般來說，民用艙接收機(jī)的精度可以在5米以內(nèi)（天線性能好，環(huán)境I低）。

. 漂移是接收器測量的另一個指標(biāo)，特別是當(dāng)接收器處于靜止?fàn)顟B(tài)時。根據(jù)分析數(shù)據(jù)，所指示的位置將在一個范圍內(nèi)來回移動。前后移動距離、移動范圍和實際位置的誤差反映了接收機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下的定位精度。

4、開始時間

接收機(jī)啟動時間是指從GPS接收機(jī)啟動到定位成功的時間，分為冷啟動、熱啟動和暖啟動。通常，通過發(fā)送命令來測試三次。

GPS有哪些特點？

全球定位系統(tǒng)的特點：全球，全天候工作。

定位精度高。單擊定位精度優(yōu)于10m，采用差分定位，精度可達(dá)到厘米級和毫米級。

它具有許多功能和廣泛的應(yīng)用。

影響GPS性能的因素

1、GPS天線

GPS車載導(dǎo)航裝置大多采用外部天線。此時，天線基本上與整機(jī)內(nèi)部隔離，電磁干擾幾乎不影響它。衛(wèi)星信號接收效果很好。便攜式終端設(shè)備大多采用內(nèi)置天線。此時，接收機(jī)的主板必須屏蔽好，以確保天線遠(yuǎn)離電磁干擾源。天線性能受天線材料質(zhì)量和增益電路性能差異的影響。

2、回波損耗

回波損耗是反射性能的參數(shù)。回波損耗表明，入射功率的一部分被反射回源。例如，如果將1MW（0dBm）功率注入到放大器中，10%的功率被反射回來，回波損耗為10dB。從數(shù)學(xué)上講，回波損耗為-10對數(shù)。回波損耗通常在輸入和輸出兩者中指定。在設(shè)計天線時，通常使用網(wǎng)絡(luò)分析儀來測試S11的特性，以反映回波損耗特性。數(shù)值越大，反射波越強(qiáng)，天線性能越差。

3、集成電路方案

接收機(jī)的IC方案對接收機(jī)的性能有一定的影響，主要表現(xiàn)在誤差、漂移和接收靈敏度上。

4、電路特性

從天線到接收機(jī)方案IC的電路特性對接收機(jī)性能有明顯的影響。該部分主要包括SAW、LNA、參數(shù)匹配等。如果LNA電源不理想，很容易造成可見衛(wèi)星，但不能長時間定位。匹配參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，接收靈敏度降低；線路處理不當(dāng)，特別是通孔、線路寬度、線路間距等都會導(dǎo)致信號丟失。

5、天線接收環(huán)境

天線的環(huán)境包括干擾源的存在、金屬的存在、磁性材料的屏蔽等。GPS信號是一個非常微弱的信號。如果天線周圍存在干擾源，則需要對干擾源進(jìn)行處理。例如，攝像機(jī)、LCD電纜、其他天線、外殼等，都需要良好的接地。天線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離金屬和磁性材料，在設(shè)計結(jié)構(gòu)開始時應(yīng)詳細(xì)評估這些材料。如果忽略這一項，則可能不會對天線本身的性能造成問題，但其影響永遠(yuǎn)無法反映出來。

GPS的功能有哪些：

(1)土地利用：主要包括車輛導(dǎo)航、應(yīng)急響應(yīng)、大氣物理觀測、地球物理資源勘查、工程勘察、變形監(jiān)測、地殼運(yùn)動監(jiān)測、城市規(guī)劃控制等；

（2）海洋應(yīng)用：包括遠(yuǎn)洋船舶航行和航路確定、實時船舶調(diào)度和導(dǎo)航、海洋救援、海洋探測、水文地質(zhì)調(diào)查、海洋平臺定位和海平面升降監(jiān)測等；

（3）航空航天應(yīng)用：包括航空器導(dǎo)航、航空遙感姿態(tài)控制、低軌道衛(wèi)星軌道確定、導(dǎo)彈制導(dǎo)、航空救援和載人航天器保護(hù)檢測等。

GPS在中國的應(yīng)用：

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是中國自行研制的全球?qū)Ш较到y(tǒng)。它是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯GloNASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GloNASS）之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）與美國GPS、俄羅斯GLONASS和歐盟GALILEO一起，是聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會的公認(rèn)供應(yīng)商。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成，由空間段、地面和用戶三部分組成，可全天候、全天候在全球范圍內(nèi)為各類用戶提供高精度、高可靠性的定位、導(dǎo)航和定時服務(wù)，以及短消息c通信能力強(qiáng)，具有初步的區(qū)域?qū)Ш健⒍ㄎ缓投〞r能力，定位精度為10米，速度精度為0.2米/秒，定時精度為10納秒。

中國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已得到國際海事組織的認(rèn)可。這是邁向其目標(biāo)的一個重要步驟：在全球范圍內(nèi)接受，與美國全球定位系統(tǒng)（GPS）相媲美。

結(jié)論：

GPS在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，GPS在消費(fèi)市場上得到了迅猛發(fā)展。基于GPS的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)品因其在提供位置、速度、時間等信息的便利性上難以替代，受到公眾的廣泛關(guān)注。由于GPS功能強(qiáng)大、使用方便、價格合理，可以與其他系統(tǒng)很好地集成，形成大量新的應(yīng)用和產(chǎn)品，可以快速進(jìn)入我們的日常工作、學(xué)習(xí)、生活和娛樂。GPS產(chǎn)品將成為現(xiàn)代信息社會的重要信息源，成為信息時代的國家基礎(chǔ)設(shè)施之一。