定位系统由以下三个部分组成:空间部分(GPS)、地面监控部分和用户部分。GPS可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文,并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持系统的正常运转。
定位系统(GPS)是一种以人造地球为基础的高精度无线电导航的定位系统,它在任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、车行速度及时间信息。用户用GPS接收机来测定从接收机至GPS的距离,并根据星历所给出的观测瞬间在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。目前,美国正致力于进一步改善整个系统的功能,如通过星间的相互跟踪来确定星轨道,以减少对地面监控系统的依赖程度,增强系统的自主性。
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定位系统一般主要是指GPS,尽管俄罗斯、欧洲及中国也纷纷建立自身的定位系统,但就技术而言,美国建立的GPS技术处于先进地位。本节所指的定位系统应用主要依据是GPS的应用,我们相信在不久的将来,其他定位系统也将发挥自身的作用,同样也能实现相应领域的应用。GPS定位系统采用多星高轨测距体制,以距离作为基本观测量,通过对4颗同时进行伪距测量,即可推算出接收机的位置。由于测距可在极短的时间内完成,即定位是在极短的时间内完成的,故可用于动态用户;随着人们生活质量的提高,GPS服务逐步应用到私人旅游及野外考察中,到风景秀丽的地区去旅游,到原始大森林、雪山峡谷或者大沙漠地区去进行野外考察,安装于车内的GPS接收机将充分发挥其定位的功能成为驾驶者忠实的向导。在驱车游览风景的途中,乘车者可以随时知道车辆所在位置及行走速度和方向,从而避免迷失路途。即使在途中出现麻烦,GPS监控服务中心会及时提供指示、连接近的救援机构,积极采取行动。
GPS的主体呈圆柱形,两侧有太阳能帆板,能自动对日定向。太阳能电池提供工作用电。每颗都配备有多台原子钟,可提供高精度的时间标准。上面带有燃料和喷管,可在地面控制系统的控制下调整自己的运行轨道。1973年,美国开始设计、试验。1989年2月4日,首颗GPS发射成功,到1993年底建成了实用的GPS网,即(21 3GPS)星座,并开始投入商业运营。经过20余年的研究实验,回收gps定位器,耗资300亿美元,到1994年3月,覆盖率高达98%的24颗GPS星座已经布设完成GPS的基本功能是:接收并存储来自地面控制系统的导航电文;在原子钟的控制下自动生成测距码和载波;并将测距码和导航电文调制在载波上播发给用户;按照地面控制系统的命令调整轨道,调整星钟,修复故障或启用备用件以维护整个系统的正常工作。不同型号的的外形也各不相同;
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