GPS定位的主要構(gòu)成

      GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成 1.GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi),軌道平面的傾角為55°,衛(wèi)星的平均高度為20200km,運行周期為11h58min。

      衛(wèi)星用L波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號,導(dǎo)航定位信號中含有衛(wèi)星的位置信息,使衛(wèi)星成為一個動態(tài)的已知點。在地球的任何地點、任何時刻,在高度角15°以上,平均可同時觀測到6顆衛(wèi)星,可達(dá)到9顆。GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼，一組稱為C/A碼(Coarse/AcquisitionCode11023MHz)，一組稱為P碼(ProciseCode10123MHz)。

      地面控制部分由一個主控站，5個全球監(jiān)測站和3個地面控制站組成。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過初步處理后，傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù)，計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù)，然后將結(jié)果送到3個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運行至上空時，把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障，那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時間,但導(dǎo)航精度會逐漸降低。GPS用戶設(shè)備由GPS接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備(如計算機)等組成。

     GPS接收機可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號,跟蹤衛(wèi)星的運行,并對信號進行交換、放大和處理,再通過計算機和相應(yīng)軟件,經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差,求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標(biāo)。GPS接收機的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。