GPS相关基础知识

1、GPS系统构成

全球定位系统由三部分构成：地面监控部分、空间部分和用户装置部分。

地面控制部分：GPS的地面监控部分目前主要由分布在全球的5个地面站组成，其中包括主控站、卫星检测站和信息注入站。

   空间部分：24颗卫星基本均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面相对赤道平面的倾角为55°，各轨道平面之间的交角为60°，每个轨道平面内的卫星相差90°，任一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30°。卫星轨道平均高度为20200km，卫星运行周期为11小时58分。每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而不同，可为4至11颗。

 用户装置部分：GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。用户通过用户设备接收GPS卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。 GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。

2、GPS系统特点

①全球地面连续覆盖。
由于GPS卫星数目较多且分布合理，所以在地球上任何地点均可连续同步地观测到至少4颗卫星，从而保障了全球、全天候连续实时导航与定位的需要。

②功能多、精度高。
GPS可为各类用户连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息。

③实时定位速度快。
目前GPS接收机的一次定位和测速工作在一秒甚至更少的时间内便可完成，这对高动态用户来讲尤其重要。

④抗干扰性能好、保密性强。
由于GPS系统采用了伪码扩频技术，因而GPS卫星所发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性。

3、GPS全球定位系统的主要用途

GPS应用于高精度测量——地球物理资源勘探、市政规划控制、道路和各种线路放样。
     GIS应用于农业——精细农业。
     GPS的应用领域，上至航空航天器，下至捕鱼、导游和农业生产，已经无所不在了，海湾战争美军总指挥霍纳将军曾说：“GPS的应用只受到人们想象力的限制”。    
    GPS应用于导航——主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。
    GPS应用于授时校频——电力，邮电，通讯等网络的时间同步。

4、车用GPS的主要用途

在GPS的诸多应用领域中，车辆应用在各项应用中所占比重最大，约占总数的50％。而GPS车辆应用一般分为两类：GPS车辆跟踪系统和GPS车辆导航系统。

5、 车辆导航系统

GPS车辆导航系统是一种车载自主导航系统，GPS车载终端中的GPS接收器通过接收并处理GPS星座信号定位车辆而得到车辆信息，包括车辆的动态坐标位置（经度、纬度和高度）、时间、状态等，以VCD/DVD光盘或CF卡为介质提供的电子地图，在显示屏上显示出车辆的行驶轨迹。当接近路口、立交桥、隧道等特殊路段时还可进行语音提示，协助司机在不熟悉的地域迅速到达目的地。GPS车辆导航系统还可以提供最佳行驶路线选择及路线偏离报警等功能。
     GPS车辆导航系统中的GPS车载终端比GPS车辆监控系统中的GPS车载终端更复杂。GPS车辆导航系统中的GPS车载终端常通过车载VCD/DVD或CF卡提供电子地图信息，为车主提供完整的定位导航信息，而GPS车辆监控系统中的GPS车载终端只能通过无线通讯链路取得监控中心的帮助为车主提供有限的定位导航信息。

   GPS车辆导航系统中的GPS车载终端不依赖监控中心而独立工作，GPS车辆监控系统中的GPS车载终端离不开监控中心，离开监控中心则不起作用。