GPS定位信息显示系统毕业论文
(完整版)基于单片机的简单GPS定位信息显示系统设计毕业论文
毕业论文基于单片机的简易GPS定位信息显示系统设计声明本人所呈交的基于单片机的简易GPS定位信息显示系统设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：摘要GPS（Global Positioning System）全球定位系统是当今信息时代发展中的重要组成部分。
由于其良好的性能，精度高，适用范围广等特点，被广泛应用于陆地，海洋，航空航天等领域。
本文提出了一种微控制器作为核心控制设备，由GPS接收模块、实时显示模块等功能电路构成的GPS 实时显示系统。
文章从硬件设计和软件设计两个方面，阐述了MCS-51系列单片机如何与GPS接收模块实现串行通信，结果显示GPS定位信息，并利用Proteus仿真软件，对其性能进行了仿真测试。
该设计电路简单，成本低，性能好，具有一定的实用价值。
【关键词】：GPS；单片机；串行通信；实时显示模块ABSTRACTGPS ( Global Positioning System ) global positioning system in today's information age is the important part in the development of. Because of its good performance, high precision, wide application characteristics, are widely used in terrestrial, marine, aviation, aerospace field. This paper describes the design of a single chip microcomputer as the core control device, received by GPS module, display module and other functional circuit consisting of GPS real-time display system. This paper from the hardware design and the software design two aspects, elaborated the MCS-51 Series MCU and GPS receiving module to realize serial communication, theresults showed that GPS positioning information, and the use of Proteus simulation software. The performance of the simulation test. The design has the advantages of simple circuit, low cost, good performance, has a certain practical value.【KEY WORD】: GPS； microcontroller；Serial communication；The real-time display module目录一概述......................................................................................................................................（一）系统设计背景及意义 ............................................................................................（二）系统设计主要内容 ................................................................................................二 GPS定位信息显示系统方案设计 ......................................................................................（一）GPS全球定位系统简介........................................................................................（二）GPS信号接收方案的解决....................................................................................（三）GPS接收模块简介................................................................................................（四）总体方案的设计 ....................................................................................................三硬件电路设计......................................................................................................................（一）硬件总体结构框图 ................................................................................................（二）单片机性能概述 ....................................................................................................（三）SiRF Star II GPS信号接收模块 .......................................................................（四）实时显示模块概述 (1)（五）电路原理图 (1)四软件设计 (1)（一）软件设计思路 (1)（二）程序流程图 (1)（三）模块软件设计 (1)五软件调试与仿真测试 (1)（一）软件调试 (1)（二）仿真测试过程 (1)六总结 (1)致谢 (1)参考文献 (1)附录一电路原理图 (1)附录二仿真电路原理图 (1)附录三源程序 (1)一概述（一）系统设计背景及意义GPS是英文Global Positioning System全球定位系统的简称，它提供实时全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集，应急通信和一些其他用途。
GPS毕业设计参考论文
基于51单片机的GPS定位系统题目：班级：姓名：学号：学院：二Ｏ一三年十二月五日摘要全球定位系统(GPS)是由美国国防部开发的一种先进的无线电导航系统。
该系统能够全天候、全方位的为海陆空用户提供连续的、高精度的三维坐标、三维速度和时间等信息。
它所具有的诸多优点是其他导航设备所无法比拟地。
现在，GPS 接收机作为一种先进的导航和定位仪器，已在军事及民用领域得到广泛的应用。
本设计详细介绍了一种成本低又能满足性能使用要求的经济型GPS接收机的设计方案。
此方案基于单片机、GPS模块和1602液晶显示屏等硬件 , 并应用C语言实现了 GPS 信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。
经过实践测试 ,这种接收机可以达到基本 GPS信息接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。
关键词： GPS；单片机；上位机；LCD1602ABSTRACTGlobal Positioning System(GPS) is the most advanced radio navigation system which was developed by the U.S Department of Defence. The system can be used under any weather conditions, all day long and anywhere on the earth. It can provide land, marine and airborne user with continuous, highly accurate three-dimension position, velocity, time dataetc. It has various advantages that are unexampled other kind of navigation equipment. Now GPS receivers, as a type of advanced equipment on navigation and positioning, have been widely used in both military and civil field.This design introduced in detail one kind of low-cost economy GPS receiver's design proposal which can satisfy the performance operation requirements .This plan is based on single chip computer、GPS and 1602 liquid crystal display monitors, and has realized the GPS signal extraction, the demonstration and the basic keyboard control operation and so on using the C language. By practical measurement, the receiver can achieve GPS information receive and display. It has small size and low cost, can be used in wild adventure tourism, taxi positioning and operations at sea.KEY WORDS:GPS; MCU;PC; LCD1602目录前言 (3)第1章GPS系统简介及设计方案选择 (4)1.1 GPS系统简介 (4)1.1.1 GPS由来及发展 (4)1.1.2 GPS定位基本原理 (4)1.1.3 GPS接收机定位流程 (4)1.1.4 任务的描述 (5)1.2 设计方案选择 (6)1.2.1 方案一 (6)1.2.2方案二 (6)第2章系统硬件设计 (7)2.1单片机 (7)2.2 GPS模块 (7)2.2.1 概述 (12)2.2.2 主要技术参数................................ 错误!未定义书签。
gps论文[1]2篇
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gps论文GPS（全球定位系统）是一种卫星导航系统，用于确定地球上任意点的位置和时间。
它由一组卫星、接收器和控制站组成，可以为用户提供准确的定位、导航和时间服务。
本论文将探讨GPS的原理、应用以及对社会的影响。
第一篇：GPS的原理和技术GPS系统是一种由美国建立和维护的全球性导航卫星系统。
它由约30颗工作卫星组成，这些卫星环绕地球运行，并通过无线电信号与地面上的接收器进行通信。
GPS接收器通过接收来自多颗卫星的信号，并对这些信号进行处理，以确定接收器的位置、速度和时间。
GPS的原理是基于距离测量的三角定位原理。
接收器通过接收卫星发送的无线电信号，并记录信号的到达时间。
由于信号的传播速度已知，接收器可以根据信号的到达时间计算接收器与卫星之间的距离。
通过至少三颗卫星的信号，接收器可以确定自身的位置，并通过更多的卫星信号提高定位精度。
GPS系统的技术主要有信号传输、卫星轨道、接收器系统和数据处理。
信号传输使用无线电波作为信息传输介质，通过射频技术在卫星和接收器之间进行通信。
卫星轨道是GPS系统的关键部分，它决定了卫星的分布和运行轨迹，以确保卫星可以覆盖地球的各个区域。
接收器系统由接收器硬件和软件组成，可以接收、处理和分析卫星信号。
数据处理涉及对接收器记录的信号进行计算和分析，从而确定接收器的位置和时间。
GPS的应用十分广泛。
它可以用于导航系统，为用户提供准确的地理位置信息和路线规划。
许多车辆和移动设备都配备了GPS导航功能，以帮助用户在陌生地区导航。
此外，GPS还被用于航空、航海和军事领域，以帮助飞行器和船只进行导航和定位。
另外，GPS还被用于科学研究、天文学、地质学等领域，以支持地球测量和环境监测。
GPS对社会产生了深远的影响。
它为出行提供了更方便、精确的导航服务，节省了时间和精力。
同时，它也为紧急救援提供了重要的辅助工具，可以在紧急情况下准确定位受困人员的位置。
此外，GPS还在环境监测和资源调查中发挥重要作用，有助于保护和管理地球资源。
毕业论文 浅谈GPS实时动态定位原理及应用
浅谈GPS实时动态定位原理及应用0、引言随着我国经济的高速发展，为了满足工程施工、测绘等工作的需要,采用GPS 实时动态定位技术的测绘系统逐步进入我国市场。
采用传统GPSRTK （Real-Time-Kinematic）技术的测绘系统的数据链路电台，必须经过无线电管理部门批准才可设置使用，但在此前的几起此类设备所造成的无线电干扰案例中，所查获的无线电台均未向无线电管理部门申报。
目前这类设备使用时所造成的无线电干扰越来越多，因此无线电管理部门应该加强对这类设备的管理。
而增加对GPSRTK技术的了解和认识，将会对查处工作及无线电管理工作大有帮助。
1RTK概述RTK（Real-Time-Kinematic）技术是GPS实时载波相位差分的简称。
这是一种将GPS与数传技术相结合，实时解算并进行数据处理，在1～2秒时间内得到高精度位置信息的技术。
RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体（称为流动站）上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。
然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。
精密GPS定位均采用相对技术。
无论是在几点间进行同步观测的后处理(RTK)，还是从基准站将改正值传输给流动站(DGPS)，这些都称为相对技术，以采用值的类型为依据可分为4类：（1）实时差分GPS，其精度为1m～3m；（2）广域实时差分GPS，其精度为1m～2m；（3）精密时差分GPS，其精度为1cm～5cm；（4）实时精密时差分GPS，其精度为1cm～3cm。
差分的数据类型有伪距差分、坐标差分和相位差分三类。
前两类定位误差的相关性，会随基准站与流动站的空间距离的增加而迅速降低。
故RTK采用第三类方法。
RTK的观测模型为：因轨道误差、钟差、电离层折射及对流层折射的影响在实际的数据处理中一般采用双差观测值方程来解算，在定位前需确定整周未知数，这一过程称为动态定位的“初始化”（OnTheFly即OTF）。
关于gps的科技论文1500字以上（2）
关于gps的科技论文1500字以上(2)关于gps的科技论文1500字以上篇二GPS在汽车中的应用【摘要】随着GPS卫星导航系统的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”，操作越来越简单。
现在有了汽车GPS卫星导航就不用担心这种以前算得上很严重的问题了，而且它还有定位功能。
这是GPS自己的防御系统，车主的安全得到很大的保障。
由于GPS卫星导航系统是连接卫星的，所以只要你在车上GPS 卫星导航给驾车者带来很大的便利，可以寻找附近的餐厅或加油站，可以指引方向，在分不清方向时不会迷路。
跟着时代的进步，GPS卫星导航系统会逐步的代替以前驾车所带的很多设备，并且大大的提高了驾驶者和乘客的安全系数，所以GPS卫星导航系统会逐渐的被人们所认知，所接受。
【关键词】GPS汽车导航系统操作的简便性;快捷性;安全性以前开车出行旅游或是走访亲戚都要带着地图，毕竟人生地不熟，所以很容易多花一些不该花的钱，不知道自己想要去的地方的具体位置，岔路口一个接着一个，很容易迷路，给出行在外的人带来很多不便。
随着时代的进步，科技的变迁。
现在有汽车GPS卫星导航设备就不用担心会出现迷路这样的问题了，给人们出行带来极大的方便与快捷。
随着GPS卫星导航系统的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”，操作越来越简单。
在观测中，人们只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高，监视仪器的工作状态，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。
结束测量时，仅需关闭电源，收好接收机，便完成了野外数据采集任务。
而且，汽车GPS导航的功能不止这些，还有全球卫星定位智能防盗报警功能，紧急援助功能，车载电话功能，等，这些全方位的功能为不认识路的人提供了极大的便利，越来越多的人使用汽车GPS导航，不仅是因为它能指路，还能测速，操作简便。
GPS汽车导航系统操作的简便性、快捷性、安全性是设计者追求的首要目标，实际上这也涉及到一个安全的问题，因为国家的交通法实施细则规定驾车者不允许一边开车一边看电子地图。
GPS全球定位系统应用毕业设计(论文)word格式
GPS全球定位系统的应用摘要GPS（Global Positioning System，全球定位系统），是一个全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。
智能交通系统(ITS)是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。
其中，交通信息采集系统是最为基本、最重要的系统之一。
它为交通管理、交通信息公众发布等提供了大量的基础交通信息，是其他交通管理系统应用的基础。
本文以GPS在智能交通系统(ITS)中的典型应用为例，介绍了GPS系统的组成、定位原理、定位误差以及GPRS网络结构、业务特点等，并以台湾皇家数码出品的GPS 模块作为地理信息数据采集载体，BENQ M22 GPRS模块作为数据发送载体，设计了一个简单的交通信息资源采集系统与应用系统。
该系统能够根据需要在确定的地理位置采集定位信息，如经纬度信息，并标记此地理位置，当再次途径此地理位置时，自动用语音报告该地理位置信息，可对已采集的地理信息进行人工编辑，包括删除某一地理坐标，在两地理坐标之间插入一新的地理坐标，修改某地理坐标的标记，通过GPRS模块将设备当前所在的地理位置坐标以短信的方式发送到预先设定的数据处理中心，以作进一步处理。
文中对硬件和软件的具体实现给予了深入探讨，详细分析了GPS输出数据的通信标准及其数据帧的接收和参数提取的方法，最后对系统测试结果进行了处理和分析并给出了系统的总结与展望。
关键词GPS；GPRS；信息资源采集THE APPLICATION OF GLOBALPOSITIONING SYSTEMABSTRACTGPS is a global, all-weather, high-precision navigation and positioning and time delivery system. The intellectual traffic system (ITS) is the direction of the traffic system in the future. It is of advanced information technology, data communications transmission technology, electronic sensor technology, control technology and computer technology etc., which is effectively integrated throughout the whole applications of traffic management systems on the ground, and set up a widely full use, real-time, accurate and efficient integrated traffic management system. The traffic information collection system is the most basic and important system. It provides a large amount of basic traffic information for traffic management, traffic information masses release etc., and also it is the foundation of the application of other traffic management system. This paper introduces the composition of GPS system, positioning principle, positioning error, GPRS network structure and its business characteristics, etc., and use GPS module which is produced by Royal Digital Company of Taiwan as geographic information data collection carrier, BenQ M22 GPRS module as a data transmission carrier, working out a simple traffic information resources collection and applications system. According to the demand, the system can collect positioning information in the specific location, such as longitude and latitude information, and mark the location. When once again come around that location, the system can automatically use voice to report the information of that location. It can manually edit collected geographic information, including deleting a particular geographical coordinate, inserting a new geographic coordinates between two exist geographic coordinates, modifying a geographic coordinate marking. The geographical coordinates of the current equipment will be sent to the predetermined data processing center through GPRS module in SMS, so that it can make further process. This paper discusses the realization of concrete hardware and software in detail, analyzes the communication protocol of GPS’s output data particularly, and works out a solution to receive data frame and retrieve navigation information from GPS, at last this paper processes the experiment results and gives the conclusion andprospects.KEY WORDS GPS; GPRS; collection of information resources目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 前言.. (1)1 基础理论 (2)1.1全球定位系统——GPS (2)1.1.1 GPS发展概述 (2)1.1.2 GPS系统组成 (2)1.1.3 GPS卫星信号 (5)1.1.4 GPS定位原理 (5)1.1.5 GPS定位误差 (6)1.1.6 GPS应用前景 (7)1.2通用分组无线业务——GPRS (7)1.2.1 GPRS发展概述 (7)1.2.2 GPRS网络结构 (8)1.2.4 GPRS业务特点 (8)2 硬件设计 (9)2.1 硬件总体框架设计 (9)2.2嵌入式处理器的选择 (9)2.3 GPS模块 (11)2.4 GPRS模块 (12)2.5 LCD显示模块 (12)2.5.1 HG1286416图形点阵液晶模块介绍 (12)2.5.2模块主要硬件构成说明 (12)2.5.3模块的外部接口 (14)2.6 键盘模块 (15)2.7串口模块 (15)2.8 GPS数据存储 (16)2.9语音模块 (17)3 软件设计 (20)3.1 软件总体框架设计 (20)3.2.1 GPS数据格式(NMEA-0183) (22)3.2.2 GPS数据接收与处理 (23)3.3 GPRS模块软件 (26)3.4 LCD显示模块 (27)3.6 串口通讯模块 (29)3.7 站点管理模块 (29)3.7.1 新增站点 (29)3.7.2 删除站点 (30)3.7.3 报站 (30)3.8 语音模块 (31)4 软硬件调试与测试结果 (33)4.1 软硬件调试步骤 (33)4.2 软硬件调试中遇到的问题 (33)4.3 测试结果 (34)5 总结与展望 (35)附录 (37)致谢 (39)前言随着国内交通基础设施的建设和完善，许多城市相继建立了各种类型的交通管理应用系统。
(完整版)基于电子地图的GPS导航定位程序的设计与实现毕业论文
绪论一、选题背景以及意义随着计算机技术的飞速发展, 全球定位系统(GPS) 和地理信息系统 (GIS) 在各行各业中得到广泛的重视和应用, 两者的集成化程度也日益加强，实现了GPS 导航信息在GIS上的可视化、一体化和集成化，能够在地图上实时动态地跟踪目标和显示地理位置。
GPS定位为GIS提供了采集数据信息的新方法，GIS为GPS提供了可视化的原始地图背景，两者关系愈加紧密。
电子地图是随着计算机技术的发展而产生的一种崭新的地理信息载体，具备地图的内涵, 是数字地图在计算机屏幕上的符号化显示, 具有信息丰富、直观易懂、更新方便、实用灵活等特点, 因而受到用户的普遍欢迎。
所以电子地图与GPS定位系统相结合成为两者未来发展的必然趋势。
随着GPS车载导航设备和PDA设备的快速发展，GPS、电子地图与掌上电脑技术相融合，逐步形成一个嵌入式的掌上导航系统，是当前GIS、GPS研究领域的主要趋势。
如今，作为GPS与GIS 很好的结合体，GPS车载导航系统在国内外市场已经逐步普及，成为汽车行业的宠儿。
本文选题意义在于利用GIS矢量数据（shapefile非拓扑关系数据）作为电子地图格式，结合GPS，在电子地图上实现实时定位，对基于电子地图GPS定位技术的研究打下了坚实基础。
二、国内外研究进展作为GPS导航与GIS的结合体，嵌入式掌上导航系统成为了国内外GPS厂商发展的重点，尤其是汽车行业的宠儿——车载GPS导航系统。
车载GPS导航系统是一种先进的导航系统，能够探测到汽车在行驶途中的当时位置，协助驾驶者在陌生的道路环境中，通过电子地图与话音指南，准确地掌握前往目的地的路线。
它是GPS导航定位技术与电子地图技术结合的焦点。
现阶段，随着电子产和汽车产业的快速发展，国内外汽车生产商、GPS专业厂商加快了对汽车GPS导航系统研制，而我国汽车导航系统本身起步比国外要晚了许多，在各个方面存在着较大差距，下面简述国内外在该行业上的研究进展状况。
GPS全球卫星定位系统论文
全球卫星定位系统名词简介全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。
全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从本世纪70 年代开始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。
具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。
发展历程自1978年以来已经有超过50颗GPS和NAVSTAR卫星进入轨道.前身GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit），1958年研制，64年正式投入使用。
该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度-{A|zh-cn:信息;zh-tw:资讯}-，在定位精度方面也不尽如人意。
然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。
由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。
美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此,美国海军研究实验室(NR L)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。
而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的１％时也能将其检测出来。
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GPS定位信息显示系统毕业论文目录第1章 GPS简介及基本理论 (1)1.1 关于GPS的概述 (1)1.2 GPS的组成 (3)1.3 GPS信号结构 (6)第2章方案论证 (8)2.1 单片机的选择 (8)2.1.1 AT89C51 (8)2.1.2 AT8051 (8)2.2 显示器的选择 (9)2.2.1 LED动态显示扫描方式 (9)2.2.2 LED静态显示扫描方式 (10)2.3 GPS接收板的选择 (10)第3章硬件电路设计 (11)3.1 单片机最小系统介绍 (12)3.1.1 所用单片机引脚介绍 (12)3.1.2 复位电路 (14)3.1.3 时钟电路 (15)3.2 显示电路 (16)3.2.1 LED显示器结构 (16)3.2.2 LED显示器工作原理 (17)2.2.3 LED显示器驱动电路 (17)3.3 GPS模块与处理器接口电路 (18)3.4 存储器电路 (19)3.5 GPS模块串口电路 (20)3.6 电源电路 (22)第4章软件部分设计 (23)4.1 GPS25-LVS的信息输出格式 (23)4.2 主程序设计 (24)4.3 单片机的信息接收处理 (26)总结 (28)致谢............................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (29)附录1：总图 (31)附录2：部分源程序 (32)第1章 GPS简介及基本理论1.1 关于GPS的概述GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Position System的字头缩写词(NAVSTAR/GPS)的简称。
它的含义是，利用卫星的测时和测距进行导航，以构成全球卫星定位系统。
现在国际上已经公认：将这一全球定位系统简称：GPS。
自古以来，人类就致力于定位和导航的研究工作。
1957年10月世界上第一颗卫星发射成功之后，利用卫星惊醒定位和导航的研究工作提到了议事日程。
1958年底，美国海军武器试验室委托霍布金斯大学应用物理实验室研究美国军用舰艇导航服务的卫星系统，即海军导航卫星系统（Navy Navigation Satellite System—NNSS）。
这个系统中，卫星的轨道通过地极，所以又称为子午仪卫星导航系统(Transit)。
1964年1月用于北极星核潜艇的导航定位研究成功，并逐步用于各种军舰的导航定位。
1967年7月，经美国政府批准，对其广播星历解密，并提供民用，为远洋船舶导航和海上定位服务。
由此显示出了卫星定位的巨大潜力。
尽管子午仪卫星导航系统已得到广泛应用，并显示出巨大的优越性，但是，这系统再实际应用方面却存在十分严重的缺陷。
改系统是由5－6个卫星组成的导航网。
卫星运行高度较低（平均约1000km），运行周期为107分钟。
对同一个卫星每天通过次数最多为13次。
由于采用多普勒定位原理，一台接收机一般需要观测15次合格的卫星通过，才能达到±10M的单点定位精度，再全球围，它给出的定位信息只能是全天候的连续二维坐标——经度和纬度，不能给出高程。
这种系统，一方面由于所需的观测时间较长，不能给用户，尤其是高动态用户（如：飞机、车辆等）提供实时和导航服务；另一方面，由于卫星导航较低，受大气影响严重，定位精度的提高受到限制，因而限制了高动态用户和高精度用户的使用。
对舰船而言，利用这个系统只能对惯性导航系统和其他无限电导航系统进行连续的精确修正，它的作用远不能满足全球实时定位的要求。
鉴于子午仪卫星导航系统对潜艇和对水面船舶导航的可靠服务以及该系统存在的缺陷。
美国于60年代末着手研究新的卫星导航系统，以满足海陆空三军和民用不盟对导航越来越高的要求。
为此，美国海军提出了名为“Timation”的计划，该计划采用12－18颗卫星组成的全球定位网，卫星高度约10000Km，轨道呈圆形，周期为八小时，并与1967年5约31日和1969年9约30日分别发射了timation-1和Timation-2两颗试验卫星，与此同时，美国空军提出了名为“621-B”计划，它采用3－4个星群覆盖全球，每个星群由4－5颗卫星组成，中间一颗采用同步定点轨道，其余几颗采用周期为24小时倾斜轨道。
这两种计划的目标一致，即建立全球定位系统。
但两个计划的实施方案和容不同，各有优缺点。
考虑到两个计划的各自优缺点以及美国难于同时负担研制两套系统的庞大经费开支，1973年美国代理国防部长批准成立一个联合计划局，并在洛杉矶空军航天处设立办事机构。
在联合计划局的领导下，诞生了GPS方案。
这个方案是由24颗卫星组成的实用系统。
这些卫星分布在互成120。
的三个轨道平面杉，每个轨道平面平均分布8颗卫星。
这样，对于地球任何位置，均能同时观测到6－9颗卫星。
预计粗码定位经度为100m左右，精码定位经度为10m左右。
1978年，由于压缩国防预算，减少了对GPS计划的拨款，于是将实用系统的卫星数由24颗减为18颗，并调整了卫星配置。
18颗卫星分布在互成60。
的6个轨道面上，轨道倾角为55。
每个轨道面上布设3颗卫星，彼此相距120。
从一个轨道面的卫星到下一个轨道面的卫星之间错过40。
这样的卫星配置即使全部卫星正常工作，其平均可靠度仅为0.9969。
如果卫星发生故障，将使可靠性大大降低。
因此1990年初又对卫星配置进行了第三次修改。
最终的GPS方案是由21颗工作卫星和三颗在轨备用卫星。
卫星的轨道参数基本上与第二方案相同。
只是为了减少微型漂移，降低对所需轨道位置保持的要求，为卫星的高度提高了49km，即长半轴由26650km提高到了26609km。
这样，由每年调整一次卫星位置改为每七年调整一次。
GPS实施计划共分为三个阶段：第一阶段：为方案论证和初步设计阶段。
从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星，研制了地面接收机及建立地面跟踪网，从硬件和软件上进行了试验。
试验结果令人满意。
第二阶段:为全面研制和试验阶段。
从1979年到1984年，又陆续发射了7颗式样卫星。
这一阶段称之为Block I。
与此同时，研制了各种用途的接收机，主要是导航型接收机，同时测地型接收机也相继问世。
试验表明，GPS的定位经度远远超过设计标准。
利用粗码的定位精度几乎提高了一个数量级，达到14m。
由此证明，GPS 计划是成功的。
第三阶段：为使用组网阶段。
1989年2月4日第一柯GPS工作卫星发射成功，宣告了GPS系统进入工程建设极端。
这种工作卫星称为BlockII和BlockIIA卫星。
1.2 GPS的组成GPS包括下列三大部分：GPS卫星(空间部分)、地面支撑系统(地面监控部分)、GPS接收机(用户部分)。
1.GPS卫星：自1978年2月22日发射第一颗GPS试验卫星以后，到1985年10月9日发射最后一颗GPS试验卫星，共有11颗试验卫星在轨道上运行。
这些试验卫星称为blockI卫星。
现在只有四颗卫星仍在工作。
试验卫星是在加利福尼亚的登堡空军基地采用AtlasF火箭发射入轨的。
运行轨道呈近似圆形，长半轴26560km，倾角为64度，轨道高度约20000km。
这些卫星只分布在A，C两个轨道平面那，其目的是为了保证亚利桑那州的Yama试验基地能够获得最长的连续观测时间。
每颗卫星按下列方式编号：（1）顺序编号按照GPS试验卫星发射时间的先后次序对卫星进行编号。
（2）根据GPS试验卫星发射时间的伪随机噪声码(PRN码)对卫星进行编号，在导航定位中，采用PRN编号，这一规则一直沿用至今。
（3）IRON编号：IRON伪Inter Range Operation Number的缩写，意思是部距离操作码。
IRON编号是美国和加拿大组成的北美空军指挥部给定的一种随机号，以此识别所选择的目标。
（4）NASN编号：这是美国航天局在其文件中给GPS试验卫星的编号。
（5）国际识别号：他的第一部分表示该卫星的发射年代，第二部分表示该发射卫星的序列号，字母A表示发射的有效负荷。
2.地面支撑系统：在导航定位中，采用的是卫星后方交会原理。
因此必须首先知道卫星的位置，而位置是由卫星星历计算出来的。
地面支撑系统的功能就是观测卫星并计算其星历，编辑电文注入卫星，然后由卫星以广播星历的方式实时地传送给用户。
地面支撑系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站，如图1-1所示图 1-1 地面监控系统方框图3.用户接收机：自从GPS全部建成以后，它将昼夜不停地发送导航定位信息，在地球地任何地方和任何时间实现实时定位。
这其中最终要地关键设备就是用户接收机。
近十几年，世界各国地企业公司和研所单位都相继研制各种类型地接收机。
据1998年1月出版地《GPS WORLD》统计，已有60多家企业生产出400多种型号地GPS接收机。
GPS接收机可以按照不同要求进行分类，如按编码信息分类，按接受地数据分类，按接收机通道分类、按照动态性能分类、按用途分类、按工作模式分类等。
但总起来说，可分为两大类：导航型和测地型。
导航型接收机结构简单、体积小、耗电省、精度低、价钱便宜，一般采用单频C/A码伪距接受技术，定位经度为100m，用于航空、航海和陆地实时导航中：现在发展地差分GPS技术，能使定位精度提高到1-3米，大大拓宽了应用围、有极少数接收机采用P码接受技术，使单点定位精度达到10m，这种接收机专为军用。
GPS接收机地种类虽然很多，但它的结构基本一致，分为天线单元和接受单元两大部分，如图1-2所示：图 1-2 GPS接收机基本结构（1）天线单元：它是由接受天线和前置放大器组成。
GPS接收机天线有：定向天线、偶极子天线、微带天线、螺旋天线等。
对天线地性能要求是：高增益，低噪声系数、大的动态围。
由于高性能场效应FET放大器地出现，现在多采用有源微带天线。
（2）接收单元：1)通道单元：它的主要功能是接收来自天线单元的信号，经过变频、放大、滤波等一系列处理过程，实现对GPS信号的跟踪、锁定、测量，提供计算位置的数据信息。
根据不同需要，可设计成6-12通道。
通道是由硬件和软件组成。
每个通道在某一时可跟踪一颗卫星。
当此卫星锁定后，便占据这一通道，直到此卫星信号失锁为止。
由于科学技术的反战，并行多通道接收机已经称为主趋势。
双通道和多路复用的接收机已经被淘汰。
在相关型接收机中，码延迟锁定环和载波相位锁定环是重要的部件。
a）码延迟锁定环(DLL)是将本地伪随机码与卫星的伪随机码对齐，实现卫星的根中、锁定、识别和伪距测量。
b）载波相位锁定环(PLL)是利用本机的COSTAS环，将其载波相位与卫星载波相位锁定，藉以解调出导航电文，并进行载波相位测量。
2)计算和显示单元它的功能是：a)工作开始的自检；b)根据采集到的卫星星历，伪距观测量计算三维坐标和速度；c)人机对话，按照输入航路点进行导航、输入卫星高度截止角、历元间隔、数据更新率、控制屏幕显示以及其他指令。