GPS发展历史与系统组成

GPS发展历史与系统组成

为了解决海军舰艇的定位导航问题，自1957年人类发射第一颗卫星开始，美国海军就着手卫星定位方面的研究工作，产生了子午仪卫星导航系统(Transit)，尽管子午仪卫星导航系统得到了广泛的应用，并显示出巨大的优越性，但在实际应用方面仍存在缺陷，如观测时间较长，定位精度不高，只有经纬度，没有高程。鉴于子午仪卫星导航系统存在的缺陷，美国国防部制定了现在的GPS（全球卫星定位系统）方案，该方案耗资120亿美元，由24颗卫星组成，这些卫星分布在互成120度的轨道平面上，每个轨道平面平均分布8颗卫星。

GPS卫星提供了P码（精码）和C/A码（粗码）两种定位服务。P码为军方服务，定位精度达到3米；C/A码对社会开放，定位精度为14米。出于自身安全的考虑，美国先后实施了SA和AS政策。SA政策在C/A 码中人为引入了误差，使定位精度下降到

100米；AS政策则对P码实行加密。由于GPS对社会开放，因此各类接收机、测量设备如雨后

春笋般涌现，并广泛应用于各行各业，彻底改变了传统的定位导航方式。

GPS系统主要有三大组成部分，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。

GPS的空间星座部分由24颗均匀分布在6个轨道平面内的卫星组成；GPS的地面监控部分负责卫星的监控和卫星星历的计算，它包括1个主控站、3个注入站和5个监测站； GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。用户通过用户设备接收GPS卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。