GPS的基本定位原理

GPS 的基本定位原理 简单说，是电脑装上地图软件及发射及接驳器，而与天上之人造卫星接上，而得出物件之座标，此坐标是由电脑高速於非常短时间内算出，从而与地图连上再得出物件所在地点。 注：地图软件是包含每一位置地点之座标。 什麼是 GPS ? 全球卫星定位系统（Global Position System, GPS）为美国国防部开发，利用规模遍及全球的人造卫星之航法系统，由 24 颗人造卫星所构成，其中包括三颗预备卫星。利用对民间开放的 C/A 码标准测法，能得到数十米的精度，为无线电定位法的一种。 卫星定位系统整体运作上可分成三部份：太空部分、地面部分以及讯号部分。 太空部分 目前 GPS 卫星已发展至 Block II 型式的定位卫星， 由 Rockwell International 制造，在轨道上重量约 1,900 磅， 太阳能接收板长度约17 呎，预期寿命为 7.5 年，於 1994 年完成第24 颗卫星的发射，整个GPS 系统正式宣告建构完成。因此目前太空中有24 颗 GPS 卫星可供定位运用，它们平均分布於 6 个轨道面，每个轨道面上各有 4 颗，距离地面高度约10,900海里 (大约20,000 公里)， 呈55°角倾斜绕行地球运转，绕行地球一周需 12 恒星时，每日可绕行地球 2 周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，包含北极, 南极，至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。 讯号部分 GPS 卫星产生两组随机电码，一组称为 C/A 码，一组称为 P 码。C/A 码主要开放给民间使用，因此在精度上刻意降低，P 码则是美国国防部保留为其军事用途的电码，精度比 C/A 码高很多，因此设有密码，一般民间使用者无法解读。一般而言， GPS 卫星传送两种频率的载波， L1 (Link 1) 载波的频率为 1575.42 MHZ，L2 (Link 2)载波的频率为 1227.60MHZ。 地面部分 地面设施部分主要包含 GPS 监控站与使用者接收设备两部份。 监控站 包括一个主要控制站（Master Control Station）、五个监测站（Monitor Station）－分布於夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多州、三个地面控制站（Ground Control Station）等。监测站主要负责追踪所有卫星的运行位置、时间、气象资料及电离层资料等，将每 15 秒观测到所有资料，计算出每 15 分钟一组的平滑化数据（Smoothed Data），传送到主控制站后，由主控制站加以统合，计算出卫星星历、时表修正量、电离层改正系数，再转换成导航讯息，以维护卫星系统的精度与正常运...