定位系統

全球定位系統(GPS)是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衞星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和全球性的導航服務，並用於情報收集、核爆監 衞星定位工作原理

測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衞星星座己佈設完成。

GPS系統的前身為美軍研製的一種子午儀衞星定位系統（Transit），1958年研製，64年正式投入使用。該系統用5到6顆衞星組成的星網工作，每天最多繞過地球13次，並且無法給出高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。然而，子午儀系統使得研發部門對衞星定位取得了初步的經驗，並驗證了由衞星系統進行定位的可行性，為GPS系統的研製埋下了鋪墊。由於衞星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衞星導航系統。

為此，美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衞星組成10000km高度的全球定位網計劃，並於67年、69年和74年各發射了一顆試驗衞星，在這些衞星上初步試驗了原子鐘計時系統，這是GPS系統精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星羣4到5顆衞星組成3至4個星羣的計劃，這些衞星中除1顆採用同步軌道外其餘的都使用週期為24h的傾斜軌道 該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衞星測距信號，其強大的功能，當信號密度低於環境噪聲的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS系統得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用於為艦船提供低動態的2維定位，空軍的計劃能供提供高動態服務，然而系統過於複雜。由於同時研製兩個系統會造成巨大的費用而且這裏兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的，所以1973年美國國防部將2者合二為一，並由國防部牽頭的衞星導航定位聯合計劃局（JPO）領導，還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多，包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。 ^[1] 

根據中國物聯網校企聯盟的定義，通過定位系統獲取位置信息是物聯化時代的重要研究課題。物聯網環境下對定位技術的挑戰主要體現在：異構網絡、多變環境下的精準定位；大規模應用；基於位置的服務（Location based Services）；位置信息帶來的信息安全和隱私保護問題。

北斗-1A

發射日期：2000年10月31日

衞星類型：北斗一號

發射地點：西昌衞星發射中心

北斗-1B

發射日期：2000年12月21日

衞星類型：北斗一號

發射地點：西昌衞星發射中心

北斗-1C

發射日期：2003年5月25日

衞星類型：北斗一號

發射地點：西昌衞星發射中心

北斗-1D

發射日期：2007年2月3日

衞星類型：北斗一號

發射地點：西昌衞星發射中心

第一顆北斗導航衞星(M1)

發射日期：2007年4月14日04時11分

運載火箭：長征三號甲

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第二顆北斗導航衞星(G2)

發射日期：2009年4月15日

運載火箭：長征三號丙

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第三顆北斗導航衞星(G1)

發射日期：2010年1月17日

運載火箭：長征三號丙

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第四顆北斗導航衞星(G3)

發射日期：2010年6月2日夜間

運載火箭：長征三號丙

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第五顆北斗導航衞星(I1)

發射日期：2010年8月1日05時30分

運載火箭：長征三號甲

火箭飛行次數：第126次

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第六顆北斗導航衞星(G4)

發射日期：2010年11月1日00時26分

運載火箭：長征三號丙

火箭飛行次數：第133次

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第七顆北斗導航衞星(I2)

發射日期：2010年12月18日04時20分

運載火箭：長征三號甲

火箭飛行次數：第136次

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第八顆北斗導航衞星(I3)

發射日期：2011年4月10日04時47分

運載火箭：長征三號甲

火箭飛行次數：第137次

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第九顆北斗導航衞星(I4)

發射日期：2011年7月27日05時44分

運載火箭：長征三號甲

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第十顆北斗導航衞星(I5)

發射日期：2011年12月2日05時07分

運載火箭：長征三號甲

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第十一顆北斗導航衞星

發射日期：2012年2月25日凌晨0時12分

運載火箭：長征三號丙

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第十二、第十三顆北斗導航系統組網衞星（“一箭雙星”）

發射日期：2012年4月30日4時50分

運載火箭：長征三號乙

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第十四、十五顆北斗導航系統組網衞星“一箭雙星”）

發射日期：2012年9月19日3時10分

運載火箭：長征三號乙

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心

第十六顆北斗導航衞星

發射日期：2012年10月25日23時33分

運載火箭：長征三號丙

火箭飛行次數：第170次

衞星類型：北斗二號

發射地點：西昌衞星發射中心 ^[2] 

在2020年前，有30多顆衞星覆蓋全球。北斗二號將為中國及周邊地區的軍民用户提供陸、海、空導航定位服務，促進衞星定位、導航、授時服務功能的應用，為航天用户提供定位和軌道測定手段，滿足導航定位信息交換的需要等。 ^[3] 

日本科學家利用μ介子開發了一種定位系統(muPS)，它可在地下、室內和水下工作。該系統的最新版本稱為測量無線導航系統（MuWNS）。 ^[6] 

GPS全球衞星定位系統由三部分組成：空間部分———GPS星座；地面控制部分———地面監控系統；用户設備部分———GPS 信號接收機。

GPS定位技術具有高精度、高效率和低成本的優點，使其在各類大地測量控制網的加強改造和建立以及在公路工程測量和大型構造物的變形測量中得到了較為廣泛的應用。GPS導航儀　簡單地説，GPS導航儀就是能夠幫助用户準確定位當前位置，並且根據既定的目的地計算行程，通過地圖顯示和語音提示兩種方式引導用户行至目的地的汽車駕駛輔助設備。

GPS的空間部分是由24 顆工作衞星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分佈在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衞星在軌運行。衞星的分佈使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衞星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS 衞星產生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,並設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼人為採取措施而刻意降低精度後,主要開放給民間使用。

地面控制部分由一個主控站,5 個全球監測站和3 個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續測量到所有可見衞星的接受機。監測站將取得的衞星觀測數據,包括電離層和氣象數據,經過初步處理後,傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據,計算出衞星的軌道和時鐘參數,然後將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衞星運行至上空時,把這些導航數據及主控站指令注入到衞星。這種注入對每顆GPS 衞星每天一次,並在衞星離開注入站作用範圍之前進行最後的注入。如果某地面站發生故障,那麼在衞星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。

用户設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衞星截止角所選擇的待測衞星，並跟蹤這些衞星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衞星信號後，即可測量出接收天線至衞星的偽距離和距離的變化率,解調出衞星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用户所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬件和機內軟件以及GPS 數據的後處理軟件包構成完整的GPS 用户設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後，機內電池為RAM存儲器供電，以防止數據丟失。現今各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便於野外觀測使用。

注：

一部完整的GPS汽車導航儀是由芯片、天線、處理器、內存、顯示屏、揚聲器、按鍵、擴展功能插槽、電子地圖、導航軟件10個主要部分組成。

判斷GPS導航儀的優劣，導航儀所能接收到的GPS衞星數量和路徑規劃能力是關鍵。導航儀所能接收到的有效衞星數量越多，説明它當前的信號越強，導航工作的狀態也就越穩定。如果一台導航儀經常搜索不到衞星或者在導航過程中頻繁地中斷信號影響了正常的導航工作，那它首先質量就不過關更談不上優劣了。

GPS預警器是通過GPS衞星在GPS預警器中設定座標來完成的，比如遇到一個電子眼，然後通過相關設備在電子眼的正下方設立一個座標，這樣，使得裝上這個座標點數據的預警器到達這個點時，在達到座標點的前300米左右就會開始預警，告訴車主前面有電子眼測速，不能超速駕駛，這樣就起到一個預警作用。這樣的準確率跟數據點的多少是有關係的，主要就是利用衞星的定位來實現了。

試機辨真假

GPStar智能GPS系統

主要由兩大部分組成，即：本地的監控中心軟件管理平台和遠程的GPS智能車載終端。遠程的GPS智能車載終端將車輛所處的位置信息、運行速度、運行軌跡等數據傳回到監控中心，監控中心接收到這些數據後，會立即進行分析、比對等處理，並將處理結果以正常信息或者報警信息兩類形式顯示給管理員，由管理員決定是否要對目標車輛採取必要措施。 ^[4] 

GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衞星到用户接收機之間的距離，然後綜合多顆衞星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衞星的位置可以根據星載時鐘所記錄的時間在衞星星曆中查出。而用户到衞星的距離則通過紀錄衞星信號傳播到用户所經歷的時間，再將其乘以光速得到(由於大氣層電離層的干擾，這一距離並不是用户與衞星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當GPS衞星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重複週期一毫秒，碼間距1微秒，相當於300m；P碼頻率10.23MHz，重複週期266.4天，碼間距0.1微秒，相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衞星星曆、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衞星信號中解調製出來，以50b/s調製在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重複一次，每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星曆數據。當用户接受到導航電文時，提取出衞星時間並將其與自己的時鐘做對比便可得知衞星與用户的距離，再利用導航電文中的衞星星曆數據推算出衞星發射電文時所處位置，用户在WGS-84大地座標系中的位置速度等信息便可得知。

可見GPS導航系統衞星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由於用户接受機使用的時鐘與衞星星載時鐘不可能總是同步，所以除了用户的三維座標x、y、z外，還要引進一個Δt即衞星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衞星的信號。

GPS接收機可接收到可用於授時的準確至納秒級的時間信息；用於預報未來幾個月內衞星所處概略位置的預報星曆；用於計算定位時所需衞星座標的廣播星曆，精度為幾米至幾十米（各個衞星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衞星狀況等。

GPS接收機對碼的量測就可得到衞星到接收機的距離，由於含有接收機衞星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。

GPS接收機對收到的衞星信號，進行解碼或採用其它技術，將調製在載波上的信息去掉後，就可以恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衞星信號載波相位與接收機本機振盪產生信號相位之差。一般在接收機鍾確定的歷元時刻量測，保持對衞星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衞星振盪器的相位初值是不知道的，起始曆元的相位整數也是不知道的，即整週模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整週模糊度，因此只有在相對定位、並有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優於米級的定位 精度也只能採用相位觀測值。

按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能採用偽距觀測量，可用於車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量，大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位。

在GPS觀測量中包含了衞星和接收機的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衞星廣播星曆誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。

相對論為GPS提供了所需的修正

全球定位系統GPS衞星的定時信號提供緯度、經度和高度的信息，精確的距離測量需要精確的時鐘。因此精確的GPS接受器就要用到相對論效應。

準確度在30米之內的GPS接受器就意味着它已經利用了相對論效應。華盛頓大學的物理學家Clifford M. Will詳細解釋説：“如果不考慮相對論效應，衞星上的時鐘就和地球的時鐘不同步。”相對論認為快速移動物體隨時間的流逝比靜止的要慢。Will計算出，每個GPS衞星每小時跨過大約1.4萬千米的路程，這意味着它的星載原子鐘每天要比地球上的鐘慢7微秒。

而引力對時間施加了更大的相對論效應。大約2萬千米的高空，GPS衞星經受到的引力拉力大約相當於地面上的四分之一。結果就是星載時鐘每天快45微秒， GPS要計入共38微秒的偏差。Ashby解釋説：“如果衞星上沒有頻率補償，每天將會增大11千米的誤差。”(這種效應實事上更為複雜，因為衞星沿着一個偏心軌道，有時離地球較近，有時又離得較遠。)

GPS定位系統具有性能好、全天候、精度高、應用廣和自動測量的特點，是迄今最好的導航定位系統。隨着全球定位系統的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，應用領域正在不斷地開拓，如今已遍及國民經濟各種部門，並開始逐步深入人們的日常生活。 ^[5] 

隨着冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展，美國政府在2000年至2006年期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球範圍內得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到20米，這將進一步推動GPS技術的應用，提高生產力、作業效率、科學水平以及人們的生活質量，刺激GPS市場的增長。據有關專家預測，在美國，單單是汽車GPS導航系統，2000年後的市場達到30億美元，而在我國，汽車導航的市場也達到50億元人民幣。可見，GPS技術市場的應用前景非常可觀。

全球定位系統的主要用途：

(1)陸地應用，主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監測、地殼運動監測、 市政規劃控制等；

(2)海洋應用，包括遠洋船最佳航程航線測定、船隻實時調度與導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質測量以及海洋平台定位、海平面升降監測等；

(3)航空航天應用，包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衞星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。

主要是為船舶，汽車，飛機等運動物體進行定位導航。例如：

◆GPS在道路工程中的應用

GPS在道路工程中的應用，主要是用於建立各種道路工程控制網及測定航測外控點等。隨着高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由於線路長，已知點少，因此，用常規測量手段不僅佈網困難，而且難以滿足高精度的要求。如今，國內已逐步採用GPS技術建立線路首級高精度控制網，然後用常規方法佈設導線加密。實踐證明，在幾十公里範圍內的點位誤差只有2釐米左右，達到了常規方法難以實現的精度，同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用於特大橋樑的控制測量中。由於無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益。

◆GPS在汽車導航和交通管理中的應用

三維導航是GPS的首要功能，飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理機、車速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網絡、計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能。

1) 地圖查詢

◎可以在操作終端上搜索你要去的目的地位置。

◎可以記錄你常要去的地方的位置信息，並保留下來，也和可以和別人共享這些位置信息。

◎模糊的查詢你附件或某個位置附近的如加油站，賓館、取款機等信息，

2) 路線規劃

◎GPS 導航系統會根據你設定的起始點和目的地，自動規劃一條線路。

◎規劃線路可以設定是否要經過某些途徑點。

◎規劃線路可以設定是否避開高速等功能。

3) 自動導航

◎語音導航：

用語音提前向駕駛者提供路口轉向，導航系統狀況等行車信息，就像一個懂路的嚮導告訴你如何駕車去目的地一樣。導航中最重要的一個功能，使你無需觀看操作終端，通過語音提示就可以安全到達目的地。

◎畫面導航：

在操作終端上，會顯示地圖，以及車子所在的位置，行車速度，目的地的距離，規劃的路線提示，路口轉向提示的行車信息。

◎重新規劃線路：

當你沒有按規劃的線路行駛，或者走錯路口時候，GPS 導航系統會根據你現在的位置，為你重新規劃一條新的到達目的地的線路。

測地型、全站型、定時型、手持型、集成型；

車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式。

1．導航型接收機

此類型接收機主要用於運動載體的導航，它可以實時給出載體的位置和速度。這類接收機 一般採用C/A碼偽距測量，單點實時定位精度較低，一般為±10m，有SA影響時為±100m。 這類接收機價格便宜，應用廣泛。根據應用領域的不同，此類接收機還可以進一步分為：

車載型——用於車輛導航定位；

航海型——用於船舶導航定位；

航空型——用於飛機導航定位。由於飛機運行速度快，因此，在航空上用的接收機 要求能適應高速運動。

星載型——用於衞星的導航定位。由於衞星的速度高達7km/s以上，因此對接收機的要求更高。

車載型：當通過硬件和軟件做成GPS定位終端用於車輛定位的時候，稱為車載GPS,但光有定位還不行，還要把這個定位信息傳到報警中心或者車載GPS持有人那裏，我們稱為第三方。所以GPS定位系統中還包含了GSM網絡通訊（手機通訊），通過GSM網絡用短信的方式把衞星定位信息發送到第三方。通過微機解讀短信電文，在電子地圖上顯示車輛位置。這樣就實現了車載GPS定位。 與此同時，在車上安裝相應的探測傳感器，利用車載GPS定位的GSM網絡通訊功能，同樣能把防盜報警信息發送到第三方，或者把這個報警電話、短信直接發送到車主手機上，完成車載GPS防盜報警。這裏可以看出，車載GPS定位的GSM網絡部分實際上是一個智能手機，可以和第三方互相通訊，還可以把車輛被搶，司機被劫、被綁架等信息發送到第三方。 所以説車載GPS定位是定位、防盜、防劫的。

市場銷售很廣闊，經常被大家提及的是一般的民用的導航gps，這樣的gps主要是給汽車定位，導航。越來越發達的道路，錯綜複雜的高架橋給駕駛者越來越難分辨道路。導航車載gps的確是給駕駛者帶來了極大的方便！

而且如今的導航gps還具有提前預警電子眼、查詢全國旅遊景點、酒店等服務。的確是旅遊帶來了極大的方便！

◆類似車載GPS

類似車載GPS終端的還有定位手機、個人定位器等。GPS衞星定位由於要通過第三方定位服務，所以要交納不等的月/年服務費。

如今所有的GPS定位終端，都沒有導航功能。因為需要再增加硬件和軟件，成本提高。

我們在電視裏看到的車載GPS廣告，和上述的車載GPS完全是兩回事。它是一種GPS導航產品，當需要導航時，首先定位，也就是導航的起點，這與真正的GPS定位是不同的，它不能把定位信息傳送到第三方和持有人那裏，因為導航儀中缺少手機功能。比如你把導航儀放在車裏，你朋友把車借開走了，導航儀不能發信息給你，那你就無法查找車輛位置。所以導航儀是不能定位的。

你説我買的是導航手機該行了吧，你想想，你把導航手機放在車上，如果車被盜了，那個手機會自己給你或第三方打電話發短信嗎？它是需要人來操作的。所以説導航終端都沒有定位功能。

導航終端可以導航路線，讓你在陌生的地方不迷路，劃出路線讓你到達目的地，告訴你自己當前位置，和周邊的設施等等。

中國在GPS應用上取得了很大的市場.其中有很多公司是導航的.但是也有在GPS行業做定位管理的。

各種GPS/GIS/GSM/GPRS車輛監控系統軟件、GSM和GPRS移動智能車載終端、系統的二次開發車輛監控系統整體搭建方案.系統廣泛應用於公安，醫療，消防，交通，物流等領域。該方案基於NXP的PNX1090 Nexperia移動多媒體處理器硬件和由NXP與合作伙伴ALK Technologies聯合開發的軟件。NXP聲稱，該方案提供了設計師搭建一個帶導航能力的低成本、多媒體功能豐富的便攜式媒體播放器所需的一切，這些多媒體功能包括：MP3播放、標準和高清晰度視頻播放和錄製、FM收音、圖像存儲和遊戲。NXP以其運行於PNX0190上的swGPS Personal軟件來實現GPS計算，從而取代了一個GPS基帶處理器，進而降低了材料清單(BOM)成本並支持現場升級。

跟隨GPS 的一系列關聯的應用都設計到數學和算法，和GIS系統，地圖投影，座標系轉換!

由於衞星運行軌道、衞星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，以及人為的SA保護政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度，普遍採用差分GPS(DGPS)技術，建立基準站(差分台)進行GPS觀測，利用已知的基準站精確座標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數，並對外發布。接收機收到該修正數後，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差分GPS（DGPS），定位精度可提高到5米。

2．測地型接收機

測地型接收機主要用於精密大地測量和精密工程測量。這類儀器主要採用載波相位觀測值 進行相對定位，定位精度高。儀器結構複雜，價格較貴。

測地型接收機根據使用用途和精度，又分為靜態（單頻）接收機和動態（雙頻）接收機即RTK.

在GPS技術開發和實際應用方面，國際上較為知名的生產廠商有美國Trimble（天寶）導航公司、瑞士Leica Geosystems（徠卡測量系統）、日本TOPCON（拓普康）公司、美國Magellan（麥哲倫）公司（原泰雷茲導航）、國內有上海華測導航技術有限公司、南方測繪等。

Trimble（天寶）的GPS接收機產品主要有SPS751、SPS851、SPS781、SPS881、R8、R8GNSS、R7、R6及5800、5700等。其作為美國軍方控股企業，是世界上最早研究與生產的GPS的部分企業之一，其中，SPS881,R8GNSS為72通道GPS/WAAS/EGNOS接收機，它把三頻GPS接收機、GPS天線、UHF無線電和電源組合在一個袖珍單元中，具有內置Trimble Maxwell 5芯片的超跟蹤技術。即使在惡劣的電磁環境中，仍然能用小於2.5瓦的功率提供對衞星有效的追蹤。同時，為擴大作業覆蓋範圍和全面減小誤差，可以同頻率多基準站的方式工作。此外，它還與Trimble VRS網絡技術完全兼容，其內置的WAAS和EGNOS功能提供了無基準站的實時差分定位。SPS751、SPS851、SPS551還具有接收星站差分改正信息的功能，最高單機定位精度可達到5cm。

Leica Geosystems（徠卡測量系統）是全球著名的專業測量公司，其不僅在全站儀、相機方面對行業產生了很大的影響，而且在測量型GPS的研發及GPS的應用上也做出了極大的貢獻，是快速靜態、動態RTK技術的先驅。其GPS1200系統中的接收機包括4種型號：GX1230 GG/ATX1230 GG、GX1230/ATX1230、GX1220和GX1210。

其中，GX1230 GG/ATX1230 GG為72通道、雙頻RTK測量接收機，接收機集成電台、GSM、GPRS和CDMA模塊，具有連續檢核（SmartCheck+）功能，可防水（水下1m）、防塵、防沙。動態精度：水平10mm+1ppm，垂直20mm+1ppm；靜態精度：水平5mm+0.5ppm，垂直10mm+0.5ppm。它在20Hz時的RTK距離能夠達到30km甚至更長，並且可保證釐米級的測量精度，基線在30公里時的可靠性是99.99%。

日本TOPCON（拓普康）公司生產的GPS接收機主要有GR-3、GB-1000、Hiper系列、Net-G3等。其中，GR-3大地測量型接收機可100%兼容三大衞星系統（GPS+GLONASS+GALIEO）的所有可用信號，他不僅僅是世界上最早研發出能同時接收美國的GPS與俄羅斯GLONASS兩種衞星信號的雙星技術的廠家，也是現今世界上唯一可以同時接收所有GNSS衞星的接收機技術，有72個超級跟蹤頻道，每個通道都可獨立追蹤三種衞星信號，採用抗2米摔落堅固設計，支持藍牙通訊，內置GSM/GPRS模塊（可選）。靜態、快速靜態的精度：水平3mm+0.5ppm，垂直5mm+0.5ppm；RTK精度：水平10mm+1ppm，垂直15mm+1ppm；DGPS精度：優於25cm。值得一提的是，該款接收機於2007年2月在德國獲得了2007年度iF工業設計大獎，這款儀器的外觀打破了測量型GPS的常規模式，更具科學性與人性化設計。

華測導航的GPS接收機產品主要有X60CORS、X20單頻接收機、X90一體化RTK、X60雙頻接收機等。國內通過中華人民共和國製造計量器具許可證獲得的精度最高的產品，其中，X90為28通道雙頻GPS接收機，集成雙頻GPS接收機、雙頻測量型GPS天線、UHF無線電、進口藍牙模塊和電池，動態精度：水平10mm+1ppm，垂直20mm+1ppm；靜態精度：水平5mm+1ppm，垂直10mm+1ppm，能達到10－30公里的作用範圍（因實際地域情況有所差別），既可以承受從3米高度跌落到堅硬的地面，也可浸入水下1米深處進行測量。X90具有靜態、快速靜態、RTK、PPK、碼差分等多種測量模式，精度範圍為毫米級到亞米級。 而且可與天寶，徠卡等主流品牌聯合作業。

南方測繪的GPS接收機產品主要有RTK S82、S86、藍牙靜態GPS、等。其中S82採用一體化設計，集成GPS天線、UHF數據鏈、OEM主板、藍牙通訊模塊、鋰電池，其RTK定位精度：平面±（2cm+1ppm），垂直±（3cm+1ppm）；靜態後處理精度：平面±（5mm+0.5ppm），垂直±（10mm+1ppm）；單機定位精度：1.5m(CEP)；碼差分定位精度：0.45m(CEP)。

3．授時型接收機

這類接收機主要利用GPS衞星提供的高精度時間標準進行授時，常用於天文台及無線電通訊中時間同步。

單頻接收機只能接收L1載波信號，測定載波相位觀測值進行定位。由於不能有效消除 電離層延遲影響，單頻接收機只適用於短基線（<15km）的精密定位。

雙頻接收機

雙頻接收機可以同時接收L1，L2載波信號。利用雙頻對電離層延遲的不一樣，可以消除電離層 對電磁波信號的延遲的影響，因此雙頻接收機可用於長達幾千公里的精密定位。

GPS接收機能同時接收多顆GPS衞星的信號，為了分離接收到的不同衞星的信號，以實現對衞星信號 的跟蹤、處理和量測，具有這樣功能的器件稱為天線信號通道。根據接收機所具有 的通道種類可分為：

多通道接收機

序貫通道接收機

多路多用通道接收機

碼相關型接收機

碼相關型接收機是利用碼相關技術得到偽距觀測值。

平方型接收機是利用載波信號的平方技術去掉調製信號,來恢復完整的載波信號 通過相位計測定接收機內產生的載波信號與接收到的載波信號之間的相位差，測定偽距觀測值。

混合型接收機

這種儀器是綜合上述兩種接收機的優點，既可以得到碼相位偽距，也可以得到載波相位觀測值。

這種接收機是將GPS衞星作為射電源，採用干涉測量方法，測定兩個測站間距離。

卜默示條件，GPS模塊SiRFStarIII接受每二輸出位置的數據，通常$GPRMC精簡數據格式的數據，包括緯度，經度的目的，速度（結），運動方向角，年，月，時，分，秒，毫秒，定位數據是有效的或無效的，和其他重要信息。語句格式如下：

$GPRMC，，，，，，，，，，，，*，HH

只需要知道位置信息，所以在閲讀唯一的，可以實際應用。

<1>：當地時間代表UTC。格式“當每分鐘，小時，分鐘和秒2。

<2>：工作代表國家。”“顯示可用的數據，“V”表示接受警報，沒有可用的數據。

<3>：代表緯度數據。“子級的格式。分分分。”

<4>：緯度半球為代表的“N”或“S”。

<5>：代表經度數據。格式和LD

現狀；度分鐘。sub-sub-sub-sub.”

<6>：代表經度半球，為“E”或“

軟件讀取經緯度數據，獲取用户的位置後停止分析，確定用户的具體位置在該地區建立和平。方法是基於用户的設置確定中心的緯度和經度和緯度和經度計算出活動維持當前的對象可以超過和平活動預定半徑。結果的基礎上的歧視，設置相應的標誌。

（這裏解釋全球定位系統已經太多了，我就不囉嗦了，把它設成超級鏈接，想看就點擊吧）

有二維和三維兩種表示。

GPS內存的一個座標值。

路線是GPS內存中存儲的一組數據，包括一個起點和一個終點的座標，還可以包括若干中間點的座標，每兩個座標之間的線段叫一條腿。

GPS沒有指北針的功能，靜止不動時是不知道方向的。