GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系統）的簡稱，而其中文簡稱為“球位系”。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衛星導航定位系統 。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衛星星座己布設完成。在機械領域GPS則有另外一種含義：產品幾何技術規範(Geometrical Product Specifications)-簡稱GPS。
GPS衛星分布網狀圖GPS構成
1.空間部分
GPS的空間部分是由21顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有3 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能在衛星中預存的導航信息。GPS的衛星因為大氣摩擦等問題，隨著時間的推移，導航精度會逐漸降低。 2. 地面控制系統
地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星曆、相對距離,大氣校正等數據。
3。用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後，就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。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，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。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。設定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。目前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。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。
GPS前景
由於GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個套用領域。隨著冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展，美國政府宣布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技術的套用，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年後的市場將達到30億美元，而在我國，汽車導航的市場也將達到50億元人民幣。可見，GPS技術市場的套用前景非常可觀。
全球四大GPS系統
美國ＧＰＳ：由美國國防部於20世紀70年代初開始設計、研製，於1993年全部建成。1994年，美國宣布在10年內向全世界免費提供ＧＰＳ使用權，但美國只向外國提供低精度的衛星信號。據信該系統有美國設定的“後門”，一旦發生戰爭，美國可以關閉對某地區的信息服務。歐盟“伽利略”：1999年，歐洲提出計畫，準備發射30顆衛星，組成“伽利略”衛星定位系統。今年該計畫正式啟動。俄羅斯“格洛納斯”：尚未部署完畢。始於上世紀70年代，需要至少18顆衛星才能確保覆蓋俄羅斯全俄羅斯的GLONASS境；如要提供全球定位服務，則需要24顆衛星。中國“北斗”：2003年我國北斗一號建成並開通運行，不同於GPS，“北斗”的指揮機和終端之間可以雙向交流。去年5月12日四川大地震發生後，北京武警指揮中心和四川武警部隊運用“北斗”進行了上百次交流。北斗二號系列衛星今年起將進入組網高峰期，預計在2015年形成由三十幾顆衛星組成的覆蓋全球的系統。目前，台北時間1月17日零時12分，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號丙”運載火箭，將第三顆“北斗”導航衛星成功送入預定軌道。
俄羅斯GLONASS易量GPS
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