全球定位系统(GPS)

自第二次世界大战以来，全球定位系统(GPS)一直非常重要。

尽管最初的重点主要放在军事目标，车队管理和导航上，但随着无线电定位的优势扩展到(但不限于)追查失窃车辆并引导平民到最近的医院，加油站，商业用途开始变得有意义。旅馆等等。

GPS系统由24个轨道卫星网络组成，称为NAVSTAR (带时间和范围的导航系统)，并以六个不同的轨道路径放置在空间中，每个轨道平面中有四个卫星，并在其信号束下覆盖整个地球。

这些卫星的轨道周期为十二小时。

卫星信号可以在世界任何地方任何时间接收。

安排卫星的间隔，以便从地球上的每个点至少看到五个卫星。

1978年2月发射了第一颗GPS卫星。

每颗卫星预计将持续约7.5年，并且替换卫星的建造和发射正在不断进行。

每个卫星都放置在约10900海里的高度，重约862公斤。

卫星延伸至包括太阳能电池板在内的约5.2m(17英尺)的空间。每个卫星在三个频率上发射。

GPS基于称为三角测量技术的众所周知的概念。

考虑将GPS接收器MS放置在假想球上。虚球的半径等于人造卫星“ A”与地面接收器之间的距离(人造卫星“ A”为球的中心)。

现在，GPS接收器MS也是另一个假想球体上的一个点，其中心是第二颗卫星“ B”。我们可以说GPS接收器位于这两个球的交点形成的圆上。

然后，通过与第三颗卫星“ C”的距离测量，将接收器的位置缩小到圆上的仅两个点，其中两个点是虚构的，因此从计算中删除。结果，从三颗卫星测得的距离足以确定GPS接收器在地球上的位置。

全球定位系统(GPS)的历史

• 1957年-苏联发射了人造卫星I人造卫星。
• 1960年代-美国海军通过卫星导航跟踪了美国潜艇。
• 1978年-发射了NAVSTAR Block I GPS卫星。
• 1983年-美国宣布在大韩航空007航班被击落后将提供GPS供民用。
• 1989年-麦哲伦(Magellan)推出了首款手持GPS设备NAV 1000。第一颗Block II卫星已发射。
• 1993年-启用24颗卫星系统的星座。
• 1995年-宣布全面运营能力(FOC)。
• 2000年-美国政府终止了选择性供货。
• 2004年-高通公司成功完成了在手机上实时辅助GPS的测试。
• 2008年-Block II卫星发射升空。
• 2016年-GPS IIF卫星发射。

GPS的受益人

• 最初，购买了1000多种便携式商用GPS接收机用于军事用途。
• 它们由士兵携带，并固定在车辆，直升机和飞机仪表板上。
• GPS接收器用于B-2轰炸机和F-16战斗机等多种飞机。海军舰船将其用于会合，扫雷和飞机操作。
• GPS已对所有军事行动和武器系统变得重要。此外，GPS有利于非军事行动。
• GPS用于卫星，以获取高精度的轨道数据并控制航天器的方向。
• GPS在陆地，海上和空中都有各种应用。
• GPS可以在室内和除自然或人为障碍物无法接收GPS信号的地方之外的任何地方使用。
• 军用和商用飞机均使用GPS进行导航。商业渔民和船夫也使用它来协助航行。
• GPS提供的精确定时功能已被科学界用于研究目的。 GPS使测量单位可以帮助测量员相当快地设置他们的测量地点。
• GPS也被赛车手，远足者，猎人，山地车手和越野滑雪者用于非商业目的。
• GPS还允许事故受害者通过按一下按钮将其位置传送到最近的响应中心，从而帮助提供紧急路边援助。
• GPS还有助于挽救生命。许多警察，消防和紧急医疗服务单位正在使用GPS接收器来确定警车，消防车或离紧急情况最近的救护车的位置，从而能够在死亡或生命中做出最快的反应。
• 汽车制造商提供了以GPS接收器为指导的移动地图显示，作为新车的选装件。

GPS的局限性

• 有几个因素会将误差引入GPS位置计算中，从而使我们无法获得最佳精度。
• GPS的主要误差源是由于无线电信号的速度仅在真空中才是恒定的，这意味着距离测量值可能会随着大气中信号速度值的变化而变化。
• 众所周知，大气层由电离层和对流层组成。众所周知，对流层的存在主要由水蒸气组成，会因温度和压力的变化而引起误差，而电离层中的粒子也会引起重大的测量误差(如时钟差的情况！)。

影响GPS定位精度的因素如下：