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全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Position System, GPS)為美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)，利用規(guī)模遍及全球的人造衛(wèi)星之航法系統(tǒng)，由24顆人造衛(wèi)星所構(gòu)成，其中包括三顆預(yù)備衛(wèi)星。利用對(duì)民間開(kāi)放的C/A碼標(biāo)準(zhǔn)測(cè)法，能得到數(shù)十米的精度，為無(wú)線電定位法的一種。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)整體運(yùn)作上可分成三部份:太空部分、地面部分以及訊號(hào)部分。 太空部分 N'K.c"j b ~ i0目前GPS衛(wèi)星已發(fā)展至Block II型式的定位衛(wèi)星，由Rockwell International制造，在軌道上重量約1,900磅，太陽(yáng)能接收板長(zhǎng)度約17呎，預(yù)期壽命為7.5年，于1994年完成第24顆衛(wèi)星的發(fā)射，整個(gè)GPS系統(tǒng)正式宣告建構(gòu)完成。因此目前太空中有24顆GPS衛(wèi)星可供定位運(yùn)用，它們平均分布于6個(gè)軌道面，每個(gè)軌道面上各有4顆，距離地面高度約10,900海浬(大約20,000公里)，呈55°角傾斜繞行地球運(yùn)轉(zhuǎn)，繞行地球一周需12恒星時(shí)，每日可繞行地球2周，這也就是說(shuō)，不論任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，包含北極,南極，至少有4顆以上的衛(wèi)星出現(xiàn)在我們的上空。 信號(hào)部分100GPS-中國(guó)最大的GPS網(wǎng)|導(dǎo)航地圖軟件下載|報(bào)價(jià)|手機(jī)PDA車載藍(lán)牙GPS#d.J F#F C(z d GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩組隨機(jī)電碼，一組稱為C/A碼，一組稱為P碼。C/A碼主要開(kāi)放給民間使用，因此在精度上刻意降低，P碼則是美國(guó)國(guó)防部保留為其軍事用途的電碼，精度比C/A碼高很多，因此設(shè)有密碼，一般民間使用者無(wú)法解讀。一般而言，GPS衛(wèi)星傳送兩種頻率的載波，L1(Link 1)載波的頻率為1575.42 MHZ，L2 (Link 2)載波的頻率為1227.60MHZ。 地面部分100GPS-中國(guó)最大的GPS網(wǎng)|導(dǎo)航地圖軟件下載|報(bào)價(jià)|手機(jī)PDA車載藍(lán)牙GPS K M b;K2@ z 地面設(shè)施部分主要包含GPS監(jiān)控站與使用者接收設(shè)備兩部份。 監(jiān)控站100GPS-中國(guó)最大的GPS網(wǎng)|導(dǎo)航地圖軟件下載|報(bào)價(jià)|手機(jī)PDA車載藍(lán)牙GPS z;?3G3\ | E4O A2k 包括一個(gè)主要控制站(Master Control Station)、五個(gè)監(jiān)測(cè)站(Monitor Station)-分布于夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西亞、瓜加林島、科羅拉多州、三個(gè)地面控制站(Ground Control Station)等。監(jiān)測(cè)站主要負(fù)責(zé)追蹤所有衛(wèi)星的運(yùn)行位置、時(shí)間、氣象數(shù)據(jù)及電離層數(shù)據(jù)等，將每15秒觀測(cè)到所有數(shù)據(jù)，計(jì)算出每15分鐘一組的平滑化數(shù)據(jù)(Smoothed Data)，傳送到主控制站后，由主控制站加以統(tǒng)合，計(jì)算出衛(wèi)星星歷、時(shí)表修正量、電離層改正系數(shù)，再轉(zhuǎn)換成導(dǎo)航訊息，以維護(hù)衛(wèi)星系統(tǒng)的精度與正常運(yùn)作，此部份由美國(guó)國(guó)防部負(fù)責(zé)，使用者無(wú)從了解也毋需了解此部份的技術(shù)。 主要是一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1載波，分離出C/A電碼，進(jìn)行最簡(jiǎn)單的虛擬距離定位，也是一般車輛定位所使用的機(jī)型。其中必須注意的是:GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩種不同的載波來(lái)承載所有電碼與訊息，其中C/A碼僅調(diào)置在L1載波上，P碼則分別調(diào)置在L1與L2載波上，并區(qū)別為P1與P2電碼，但美國(guó)軍方目前僅開(kāi)放C/A碼僅民間使用。而一般間使用之接收機(jī)可經(jīng)由差分修正(DGPS差分定位)達(dá)15呎或更加之準(zhǔn)確度。但使用DGPS訊號(hào)需付費(fèi)，一般使用者應(yīng)考慮成本及使用目地是否需要到如此精準(zhǔn)。如做汽車導(dǎo)航您所需要知道的是您的相對(duì)位置配合您所使用之電子地圖，無(wú)需使用到那么高精度之定位。 GPS的定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理，GPS接收裝置以測(cè)量無(wú)線電信號(hào)的傳輸時(shí)間來(lái)量測(cè)距離，以距離來(lái)判定衛(wèi)星在太空中的位置，這是一種高軌道與精密定位的觀測(cè)方式。假設(shè)衛(wèi)星在11,000英哩高處，測(cè)量我們的距離，首先以11,000英哩為半徑，以此衛(wèi)星為圓心畫(huà)一圓，而我們位置正處于球面上。 G W M U } A0 再假設(shè)第二顆衛(wèi)星距離我們12,000英哩，而我們正處于這二顆球所交集的圓周上。現(xiàn)在我們?cè)僖缘谌�顆衛(wèi)星做精密定位，假設(shè)高度13,000英哩，我們即可進(jìn)一步縮小范圍到二點(diǎn)位置上，但其中一點(diǎn)為非我們所在的位置極有可能在太空中的某一點(diǎn)，因此，我們舍棄這一點(diǎn)參考點(diǎn)，選擇另一點(diǎn)為位置參考點(diǎn)。100GPS-中國(guó)最大的GPS網(wǎng)|導(dǎo)航地圖軟件下載|報(bào)價(jià)|手機(jī)PDA車載藍(lán)牙GPS0S B au TJ k0^ K/x!x m 如果要獲得更精確的定位，則必定要再測(cè)量第四個(gè)顆衛(wèi)星，從基本物理的觀念上來(lái)說(shuō)，以訊號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間乘以速度即是我們與衛(wèi)星的距離，我們將此測(cè)得的距離稱為虛擬距離，在GPS的測(cè)量上，我們測(cè)的是無(wú)線信號(hào)，速度幾乎達(dá)18萬(wàn)6千英哩/Sec的光速，而時(shí)間卻短的驚人，甚至只要0.06秒，時(shí)間的測(cè)量需要二個(gè)不同的時(shí)表，一個(gè)時(shí)表裝置于衛(wèi)星上以記錄無(wú)線電信號(hào)傳送的時(shí)間，另一個(gè)時(shí)表則裝置在接收器上，用以記錄無(wú)線電信號(hào)接收的時(shí)間，雖然衛(wèi)星傳送信號(hào)至接收器的時(shí)間極短，但時(shí)間上并不同步，假設(shè)衛(wèi)星與接收器同時(shí)發(fā)出聲音給我們，我們會(huì)聽(tīng)到二種不同的聲音，這是因?yàn)樾l(wèi)星從11,000英哩遠(yuǎn)的地方傳來(lái)，所以會(huì)有延遲的時(shí)間，因此，我們可以延遲接收器的時(shí)間，從此延遲的時(shí)間╳速度，就是接收器到衛(wèi)星的距離，此即為GPS的基本定位原理。 那么GPS衛(wèi)星究竟傳輸那些數(shù)據(jù)呢?衛(wèi)星所傳輸?shù)挠嵦?hào)包含有偽亂碼(Pseudo random code)、星歷數(shù)據(jù)(Ephemeris:英語(yǔ)發(fā)音為ee-fem-er-is)及Almanac。 1、偽亂碼(詳細(xì)請(qǐng)參見(jiàn)"GPS測(cè)距碼的作用")可幫助我們知道衛(wèi)星訊號(hào)是由那一顆衛(wèi)星所傳輸下來(lái)，所以偽亂碼即是一顆衛(wèi)星的身份證(ID code)。其衛(wèi)星編碼從1至32。因此我們可從GPS接收機(jī)上看到所接收到的衛(wèi)星編號(hào)。但為何超過(guò)24個(gè)偽亂碼呢?這是因?yàn)楫?dāng)有新的替代衛(wèi)星發(fā)射啟用時(shí)，可馬上給與這顆替代衛(wèi)星一個(gè)新編號(hào)，當(dāng)真正被淘汰的衛(wèi)星不能使用時(shí)，就取代淘汰的衛(wèi)星。 2、星歷數(shù)據(jù)含有衛(wèi)星是否健康或不健康之信息、現(xiàn)在日期、時(shí)間，這些數(shù)據(jù)使您的接收機(jī)知道現(xiàn)再時(shí)間日期其決定您目前的位置。 3、Almanac傳輸軌道信息告知接收機(jī)各衛(wèi)星所在天空之位置。 簡(jiǎn)單的說(shuō)GPS時(shí)如何運(yùn)作:每一顆衛(wèi)星會(huì)告訴您使用的接收機(jī)三件事，我是第幾號(hào)衛(wèi)星，我現(xiàn)位置在那里，我什么時(shí)候送這訊息給您。當(dāng)您的GPS接收機(jī)接收到這些數(shù)據(jù)后會(huì)將星歷數(shù)據(jù)及Almanac存起來(lái)使用，這些數(shù)據(jù)也用做修正GPS接收機(jī)上的時(shí)間。 GPS接收機(jī)比較每一衛(wèi)星訊號(hào)接收到的時(shí)間及本身接收機(jī)的時(shí)間的不同，而計(jì)算出每一衛(wèi)星道接收機(jī)的距離。接收機(jī)若在接收到更多衛(wèi)星時(shí)，它可利用三角公式計(jì)算出接收機(jī)所在位置。三顆衛(wèi)星可做所謂2D定位(經(jīng)度及緯度)，四顆或更多衛(wèi)星可做所謂3D定位(經(jīng)度、緯度及高度)

回答者：絔厭keke2016-12-16 00:00