第一章 GPS测量系统概述 1-1 第一章 GPS测量概述 §1.1 GPS系统简介 图1-1 GPS星座图 §1.1.1 GPS系统的由来 全球卫星定位系统(Global Position System ─— GPS)是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。该系统从本世纪 70年代初开始设计、研制，历经约 20年，于 1993年 6月建成，并投入使用。GPS系统由三部分构成，分别为空间星座部分、地面监控部分、用户设备部分，空间星座和地面监控部分由美国国防部控制，用户使用 GPS接收机接收卫星信号进行高精度的精密定位以及高精度的时间传递。目前，二十多颗 GPS卫星已覆盖了全球，每颗卫星均在不间断地向地球播发调制在两个频段上的卫星信号。在地球上任何一点，均可连续地同步观测至少 4颗 GPS卫星，从而保障了全球、全天候的连续地三维定位。图1-1为 GPS卫星分布图，图1-2为 GPS用于导航的示意图。 HDS2003 GPS数据处理软件包使用手册 1-2 图 1-2 GPS导航 GPS作为新一代的卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密导航与三维定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，发展全球定位系统(GPS)已成为美国导航技术现代化的最重要标志，并且被视为本世纪美国继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。 §1.1.2 GPS的组成 GPS系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成。GPS的空间部分是由24 颗GPS 工作卫星所组成的。这些GPS工作卫星共同组成了GPS 卫星星座。其中21 颗为可用于导航的卫星，3 颗为活动的备用卫星， 这24 颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行1。卫星的运行周期约为12 恒星时，每颗GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号，GPS 用户正是利用这些信号来进行工作的。 GPS 的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统。根据其作用的不同这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站有一个位于美国克罗拉多Colorado 的法尔孔Falcon 空军基地。它的作用是根据各监控站根据GPS 的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时调度备用卫星替代失效的工作卫星工作；另外主控站也具有监控站的功能。监控站有五个除了主控站外其它四个分别位于夏威夷(Hawaii)、 阿松森群岛(Ascencion)、 迭哥伽西亚(Diego G...
