地理信息系统应用：GPS简介

全球定位系统是以卫星为基础的无线电测时定位、导航系统，由分布在与赤道面夹角为55°的6个轨道上的24颗工作卫星和3颗备用卫星组成，可为航天、航空、陆地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据。

20世纪70年代初期，美国国防部为满足其军事部门海陆空高精度导航、定位和定时的需求而建立了GPS。20世纪80年代以来尤其20世纪90年代以来，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变革。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩展到动态，从事后处理扩展到实时（准实时）定位和导航，从而大大拓宽了它的应用范围和在各行各业中的作用。

GPS系统包括3大部分：空间部分——GPS卫星星座，地面控制部分——地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。

1.GPS卫星及其星座

GPS由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，它们均匀分布在六个相互夹角为60°的轨道平面内，即每个轨道上有4颗卫星。卫星高度离地面约20200km，绕地球运行一周的时间是12恒星时，即一天绕地球两周。GPS卫星用L波段两种频率的无线电波（1575.42MHz和1227.6MHz）向用户发射导航定位信号，同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。

2.地面控制系统(www.xing528.com)

对于导航定位而言，GPS卫星是一动态已知点，而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计算得到的。每颗GPS卫星播发的星历是由地面监控系统提供的，同时卫星设备的工作监测以及卫星轨道的控制，都由地面控制系统完成。

GPS卫星的地面控制站系统包括位于美国科罗拉多的主控站以及分布全球的三个注入站和五个监测站组成，实现对GPS卫星运行的监控。

3.GPS信号接收机

GPS信号接收机的任务是，捕获GPS卫星发射的信号，并进行处理，根据信号到达接收机的时间，确定接收机到卫星的距离。如果计算出4颗或者更多卫星到接收机的距离，再参照卫星的位置，就可以确定出接收机在三维空间中的位置。