GPS、GIS

 

与导航全概述 组成部分

  GPS 系统主要包括有三大组成部分即空间星座部分、地面控制部

 

分和用户设备部分。

　　

GPS 系统的空间部分由 24 颗 GPS 工作卫星所组成，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，均匀分布在 6 个轨道面上，地面高度

为

20000 余公里，轨道倾角为 55 度，扁心率约为 0，周期约为 12

小时，卫星向地面发射两个波段的载波信号，载波信号频率分别为
1.57542GHz（L1 波段）和 1.2276GHz（L2 波段），卫星上安
装了精度很高的原子钟（铯钟或氢钟其稳定度可达

10-12 至 10-14

 

量级。），以确保频率的稳定性，在载波上调制有表示卫星位置 的
广播星历，用于测距的

C/A 代码和 P 代码，以及其它系统信息，能

在全球范围内，向任意多用户提供高精度的、全天候的、连续的、
实时的三维测速、三维定位和授时。每颗卫星在

L 波段的两个频率

上

(L1=1.57542GHz,L2=1.2276GHz)连续发射用 C/A 代码、P

代码调制的扩频信号。为了接收来自卫星的信息，

GPS 接收机必须

了解各个卫星的固有代码。使用在标准测位用叫做

C/A 代码，为了

补足高精度测位所使用的

P 代码，也使用了 C/A 代码。所谓 C/A 是

Clear Ａ nd Acquisition 或 Coarce Ａ nd Acquisition 的简称，P
是

Precision 或 Protect

 

的意思。

　　

C/A 代码每 1ms 重复一次(位率 1.023MHz,L2 上不用)。P 代

码

(主要为军用)每七天重复一次（位率 10.23MHz），卫星发射功

率约

35W 因此到达地面的信号强度可达-105——-125dbm  

。

　　地面控制部分是整个系统的中枢，由美国国防部

JPO 管理，它

由分布在全球的一个主控站、三个信息注入站和五个监测站组成。
对于导航定位来说，

GPS 卫星是一动态已知点。卫星的位置是依据

——

卫星发射的星历

描述卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗

GPS 卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种
设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由
地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗

——

卫星处于同一时间标准

GPS 时间系统。这就需要地面站监测各

颗卫星的时间，求出时钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再
由导航电文发给用户设备。

GPS 的空间部分和地面监控部分是用户

 

广泛应用该系统进行导航和定位的基础，均为美国所控制。