全球卫星定位导航技术
全球卫星导航系统原理
全球卫星导航系统原理全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是一种通过一组卫星实现全球范围内的无线导航和定位的技术。
目前最广为人知和应用最广泛的GNSS系统是美国的GPS（Global Positioning System），其他系统还包括俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo以及中国的北斗卫星导航系统。
首先，全球卫星导航系统由一组运行在太空中的卫星组成。
在GPS中，有大约30颗卫星组成了卫星网络，相应的，GLONASS有约24颗卫星，而Galileo和北斗卫星导航系统都有计划在未来部署更多的卫星。
这些卫星以特定的轨道和速度围绕地球运行。
卫星通过无线电信号发送位置和时间数据。
这些信号以无线电波的形式在球面上传播，同时具备方向和速度信息。
用户通过接收这些信号，并使用测量技术来解算卫星发出信号的方向和距离。
卫星通过精确的时钟来同步并发送时间数据。
用户接收到卫星信号后，会测量信号到达的时间，然后根据光速计算出信号的传播距离。
通过接收多个卫星的信号，并进行时间和距离测量，用户就可以在地球上确定自己的位置。
为了确保高精度的导航和定位，必须使用至少4颗卫星的信号。
一般情况下，用于导航和定位的卫星数量更多，因为有更多的卫星信号可以提供更准确的位置和时间数据。
接收卫星信号后，用户需要进行数据处理以确定自己的位置。
这个过程称为地理定位或卫星定位。
在定位过程中，用户的接收器需要将接收到的信号与卫星的位置信息进行比对，然后使用三角定位或其他测量原理来计算出自己的位置。
在计算位置时，接收器还需要进行一些校正，比如校正卫星钟差和大气延迟。
这些校正会提高定位的精度，尤其是在具有导航和定位的复杂环境中，如城市和山区。
GNSS接收器还可以利用地面信标站等其他辅助信号来提高定位的精度。
总而言之，全球卫星导航系统通过一组卫星发送位置和时间数据，用户通过接收和处理这些数据以确定自己的位置。
全球卫星导航系统GNSS技术现状与发展趋势
全球卫星导航系统GNSS技术现状与发展趋势全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是一种由多个卫星组成的定位与导航系统，它能提供24小时全天候的导航、定位和时间服务。
GNSS技术广泛应用于交通、车辆管理、测绘、航空航天等领域，为人类日常生活和经济发展提供了很大的便利。
本文将介绍GNSS技术的现状与发展趋势。
一、 GNSS技术的现状目前主要使用的GNSS系统包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及中国的北斗系统。
这些系统均能够提供高精度的定位、导航和时间服务，但各自的性能略有不同。
GPS系统是最早建立和应用的GNSS系统，全球已有数十年的应用历史，准确性较高，可实现厘米级的位置测量。
在交通、车辆管理、航空等领域得到广泛应用，是全球范围内最受欢迎的GNSS系统之一。
GLONASS系统由俄罗斯建立，系统中的卫星数量较少，但其在北极地区的覆盖能力较强，适用于极地航行和勘探等领域。
伽利略系统是欧盟建立的独立GNSS系统，与GPS系统类似，但其准确度更高，可实现毫米级的精度测量，在测绘等精密领域应用广泛。
中国的北斗系统是近年来快速崛起的GNSS系统之一，其在亚洲地区获得了广泛的应用。
北斗系统在精度、可靠性和成本方面具有很大优势，适用于车辆管理、海洋渔业、港口物流等多个领域。
二、 GNSS技术的发展趋势随着GNSS技术的不断发展，其在精度、覆盖范围等方面得到不断提升，未来仍将有以下几个发展趋势：1. 精度提升：对于需要高精度的应用领域，如航空、海洋工程等，GNSS技术将不断追求更高的精度。
例如，目前正在研究的双星定位技术，能够在超过1000公里的距离上实现毫米级精度的定位测量。
2. 成本降低：随着GNSS技术的普及和应用领域的扩大，GNSS产品的价格将逐渐降低，特别是对于中小型企业和个人用户。
如现在广泛使用的GPS导航仪等产品，价格已经相对较低，未来还将越来越便宜。
全球卫星导航系统GNSS的技术
全球卫星导航系统GNSS的技术随着现代科技的迅速发展，全球卫星导航系统（GNSS）已经成为我们日常生活中不可缺少的一部分，但是有多少人真正了解有关GNSS的技术呢？本文将探讨GNSS的技术背景、现状和未来发展方向。
一、技术背景GNSS技术完全革新了人们的定位和导航方式。
在1983年，美国建立了GPS（Global Positioning System），通过一组24颗人造卫星来提供全球性的定位服务，GNSS因此得以发展。
后来，欧洲、俄罗斯、印度和中国也建立了自己的GNSS系统。
GNSS系统是由卫星和地面控制站组成的。
卫星位于地球轨道上，每颗卫星都用时钟来标识其位置信息。
地面控制站对卫星进行控制以及监视卫星的运行状态。
用户可以通过GNSS接收器，接收卫星发出的信号，以确定自己的位置信息。
目前商用GNSS接收器在球形覆盖之内大都有高度可靠的定位精度。
二、技术现状GNSS技术在多个领域应用广泛，如航空航天、交通运输、农业、测绘、导航和定位等。
航空公司使用GNSS系统来确保航班准时且路径安全；农民用GNSS技术来测量土壤水分和肥力，以调整农业生产和减少浪费。
在高速公路上，汽车导航和交通管理系统都可以通过GNSS技术进行协调，以实现更高效率的交通流动。
此外，GNSS技术也可以用于地震灾害等自然灾害的研究。
GNSS的技术现状还有一些问题。
首先，室内场景限制了GNSS定位的精度。
室内信号接收困难，导致定位精度受到影响，所以室内区域需要更多的信号基站或者其他先进的技术来弥补。
此外，降低造价也是GNSS技术需要解决的问题。
现在，GNSS技术涉及到昂贵的硬件、软件和维护成本，发展新技术和改进现有系统以在更广泛的范围内使用是必要的。
三、技术发展方向未来GNSS技术的发展趋势是多样化和精细化。
对于多样化，这意味着GNSS系统将被用于支持更多的应用场景，例如：野外作业、室内导航、智能制造等；对于精细化，这意味着GNSS定位精度将逐渐提高，并且确保GNSS在高速移动、室内、垂直方向等区域内具有较高的定位精度。
使用全球卫星导航系统进行定位测量的方法和技巧
使用全球卫星导航系统进行定位测量的方法和技巧全球卫星导航系统（GNSS）是种使用卫星进行定位测量的技术。
它是基于地球上的人工卫星和地面接收器之间的信号交互，通过距离测量和时间同步等方法来确定地理位置。
首先，我们需要了解如何使用GNSS进行定位测量。
GNSS系统包括了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo以及中国的北斗等。
这些系统通过卫星发射的信号和地面接收器的相互作用来实现定位。
当至少三颗卫星的信号被接收器正确捕捉到后，接收器可以根据信号的传播时间和卫星位置等信息计算出自己的位置。
在使用GNSS进行定位测量时，需要注意一些技巧和方法。
首先，确保在测量时有足够的卫星覆盖。
通过接收更多的卫星信号，可以提高测量的准确性和可靠性。
其次，选择一个合适的测量模式。
GNSS可以用于不同的应用，例如车辆导航、船舶定位和航空导航等。
不同的应用需要选择不同的定位模式来满足实际需求。
在GNSS定位测量中，还可以采用一些增强技术来提高定位的精度。
差分GPS是一种常用的技术，它通过在已知位置的测量站点上同时接收信号，然后与未知位置的测量站点进行比较，可以消除大部分误差，从而提高定位的准确性。
此外，还有Real-Time Kinematic（RTK）和Carrier-Phase Ambiguity Resolution（CPAR）等技术可用于通过比较信号的相位差异来提高定位的精度。
当我们使用GNSS进行定位测量时，还需要了解一些常见的误差来源，以便更好地理解定位结果。
其中，大气层延迟是主要误差之一。
由于信号在穿越大气时会受到折射和散射的影响，导致信号的传播速度减小，从而引起测量误差。
此外，还有卫星轨道误差、钟差误差和多径效应等。
了解这些误差来源有助于我们采取相应的校正措施，提高定位测量的准确性。
除了以上的方法和技巧，我们还可以根据具体需求选择合适的GNSS定位设备。
目前市场上有各种各样的GNSS接收器可供选择。
全球卫星导航系统原理
全球卫星导航系统原理引言全球卫星导航系统是一种基于卫星技术的定位导航系统，利用一定数量的卫星分布在地球轨道上，向接收器发送信号，使用户能够准确确定自己的位置和导航目的地。
全球卫星导航系统已经广泛应用于交通运输、航空航天、军事安全、测绘地理信息等领域。
本文将详细介绍全球卫星导航系统的原理。
GPS原理全球定位系统（GPS）是全球卫星导航系统中最为广泛使用的系统。
其原理基于三个主要组成部分：卫星，接收器和控制段。
卫星GPS系统由一组卫星构成，这些卫星以不同轨道在地球周围运行。
GPS卫星以精确的时间信号发送无线电波，这些无线电波被接收器接收，并计算出接收器与卫星之间的距离。
接收器GPS接收器是用于接收GPS卫星发送的信号的设备。
接收器获取来自多个卫星的信号，并使用这些信号计算出自己的位置。
接收器还可用于导航、跟踪移动目标等功能。
控制段控制段由地面设备组成，用于控制卫星的运行。
这些地面设备维护并升级卫星的时钟和轨道信息，以确保GPS系统的可靠性和准确性。
GLONASS原理全球导航卫星系统（GLONASS）是俄罗斯开发的另一种全球卫星导航系统。
GLONASS 原理与GPS类似，也是由卫星、接收器和控制段组成。
卫星GLONASS系统由一组运行在不同轨道上的卫星构成。
每个卫星都会发送信号，接收器接收并计算卫星与接收器之间的距离。
接收器GLONASS接收器用于接收来自GLONASS卫星的信号，并计算出自己的位置。
接收器可以接收GPS和GLONASS系统的信号，以提高定位的准确性。
控制段GLONASS系统的控制段负责维护卫星的运行，以确保系统的准确性和可用性。
控制段负责监控卫星的时钟和轨道信息，并进行校正和控制。
区别与优势GPS和GLONASS系统虽然原理类似，但也存在一些区别和优势。
区别1.发展国家不同：GPS由美国开发，而GLONASS由俄罗斯开发。
2.卫星数量：GPS系统的卫星数量多于GLONASS系统。
3.覆盖范围：GPS系统在全球范围内提供服务，而GLONASS系统在俄罗斯及其周边地区为主。
GPS卫星导航原理：卫星信号定位技术
GPS卫星导航原理：卫星信号定位技术全球定位系统（GPS）是一种通过卫星信号进行定位的导航技术。
GPS系统由一组卫星、地面控制站和接收设备组成。
以下是GPS卫星导航的基本原理：1. GPS卫星系统组成：卫星： GPS系统由一组绕地球轨道运行的卫星组成，这些卫星携带精确的时钟和GPS系统的控制信息。
地面控制站：位于地球表面的控制站负责监测卫星的状态、时钟校准和轨道调整等任务，以确保系统的正常运行。
接收设备：用户使用的GPS接收器通过接收卫星发射的信号来确定自身的位置。
2. 卫星信号传播原理：GPS卫星发射射频信号，这些信号包含了卫星的位置、时间等信息。
这些信号以电磁波的形式向地球传播。
GPS接收器接收来自多颗卫星的信号，并通过测量信号的传播时间来计算卫星与接收器之间的距离。
3. 距离测量和三边测量原理：GPS接收器通过测量信号传播的时间（即信号的往返时间）来计算卫星与接收器之间的距离。
速度等于距离除以时间。
GPS接收器同时接收多颗卫星的信号，并根据这些卫星与接收器之间的距离，采用三边测量的原理确定自身的位置。
4. 多普勒效应：GPS接收器还利用接收到的信号的多普勒效应，即由于接收器和卫星之间的相对运动，信号频率发生变化。
通过测量频率的变化，接收器可以计算速度。
5. 位置计算：GPS接收器通过测量来自至少三颗卫星的距离，可以在三维空间中确定自身的位置。
更多卫星的信号可以提高精度和稳定性。
6. 误差校正：GPS系统引入了一些误差校正的方法，如差分GPS、增强型GPS等，以提高定位的准确性。
GPS卫星导航系统利用卫星信号的传播时间和多普勒效应，通过测量距离和计算位置，为用户提供准确的定位信息。
该技术在航海、航空、汽车导航、军事应用等领域得到了广泛应用。
全球导航卫星系统定位原理
全球导航卫星系统定位原理全球导航卫星系统（GNSS）是一种通过卫星来提供定位、导航和时间同步服务的系统。
它利用定位接收器接收来自多个卫星的信号，通过计算这些信号的时间差来确定接收器的位置。
全球导航卫星系统定位原理主要包括信号发射、信号接收和位置计算三个主要步骤。
首先，在全球导航卫星系统中，卫星发射设备通过肯定的轨道运行，并向地球上的接收器发送信号。
全球导航卫星系统（包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗）各有自己的卫星网络，这些卫星以不同的轨道高度和角度分布在地球上的各个位置。
这些卫星通过高精度的原子钟同步发送信号。
接下来，接收器接收到卫星发射的信号。
接收器通常包含一个天线，用于接收卫星发射的无线电信号。
卫星发送的信号包括有关卫星位置和时间信息的数据，以及以特定频率传输的导航信号。
天线上的接收器将接收到的信号传输到处理单元。
最后，处理单元计算接收器的位置。
为了确定接收器在地球上的位置，接收器需要接收到至少四颗卫星的信号。
通过测量信号的到达时间差，接收器可以计算出信号从卫星到达接收器的时间。
每颗卫星发送的信号都带有时间戳，以确定发送信号的确切时间。
通过知道光速，接收器可以计算出从每颗卫星到达接收器所花费的时间。
通过同时测量四颗卫星的信号到达时间差，接收器可以计算出自己相对于卫星的距离。
通过测量到达四颗卫星的距离，接收器可以确定自己相对于每颗卫星的位置。
这种三角测量方法通常称为“多普勒（DOP）解算”。
利用这些距离信息，接收器可以计算出自己在地球上的位置，并显示在导航设备上。
除了确定位置外，全球导航卫星系统还可以提供导航和时间同步服务。
通过接收到来自多个卫星的信号，用户可以确定自己的方向和航向，并通过全球导航卫星提供的时间同步服务来保持准确的时间。
总结起来，全球导航卫星系统通过接收来自多颗卫星的信号，并通过计算信号的时间差来确定接收器的位置。
这种定位原理不仅可以提供准确的位置信息，还可以提供导航和时间同步服务，为人们的生活和工作提供了便利。
全球卫星定位GPS技术
①系统同步：如CDMA通信系统和电力系统 ②授时：准确时间的授入、准确频率的授入
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全球卫星定位（GPS）技术的应用案例(1)
▪ (1).GPS在道路工程中的应用
▪
GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网 及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了 更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网 困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建 立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明， 在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实 现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的 控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时 对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛 的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此， 速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。
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全球卫星定位（GPS）技术的应用案例(2)
▪ (2). GPS在汽车导航和交通管理中的应用
▪ 三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车 辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。汽 车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来 的一门新 型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律 导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CDROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电 子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系 统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功 能。
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全球卫星定位（GPS）技术的应用领域
GPS应用范围是基于两个基本服务
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六、全球卫星定位导航技术（一）全球卫星定位系统的基本概念：GPS即全球定位系统（英文名：Global Positioning System），又称全球卫星定位系统，中文简称为“球位系”，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，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。
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，具有在海、陆、空进行全方位实施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,全球定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
目前全球定位系统是美国第二代卫星导航系统，使用者只需拥有GPS终端机即可使用该服务，无需另外付费。
GPS信号分为民用的标准定位服务（SPS，Standard Positioning Service）和军规的精确定位服务（PPS，Precise Positioning Service）两类。
由于SPS无须任何授权即可任意使用，原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击，故在民用讯号中人为地加入误差(即SA政策，Selective Availability)以降低其精确度，使其最终定位精确度大概在100米左右；军规的精度在十米以下。
2000年以后，克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。
因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
GPS系统并非GPS导航仪，多数人提到GPS系统首先联想到GPS导航仪，GPS导航仪只是GPS系统运用中的一部分。
GPS系统是迄今最好的导航定位系统，随着它的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断的开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
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。
中国北斗卫星前身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(NRL)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。
伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。
海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。
由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。
该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
计划最初的GPS计划在联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。
每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。
这样，粗码精度可达100m,精码精度为10m。
由于预算压缩，GPS计划部得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上。
然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。
1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备份星工作在互成30度的6条轨道上。
这也是现在GPS卫星所使用的工作方式。
计划实施卫星定位图示GPS计划的实施共分三个阶段：第一阶段为方案论证和初步设计阶段。
从1978年到1979年，由位于加利福尼亚的范登堡空军基地采用双子座火箭发射4颗试验卫星，卫星运行轨道长半轴为26560km,倾角64度。
轨道高度20000km。
这一阶段主要研制了地面接收机及建立地面跟踪网，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颗称为“BLOCK I”的试验卫星，研制了各种用途的接收机。
实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准，利用粗码定位，其精度就可达14米。
第三阶段为实用组网阶段1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，这一阶段的卫星称为“BLOCK II” 和“BLOCK IIA”。
此阶段宣告GPS系统进入工程建设状态。
1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
组成部分全球定位系统组成系统由监控中心和移动终端组成，监控中心由通讯服务器及监控终端组成。
通讯服务器由主控机、GSM/GPRS接受发送模块组成。
移动终端由GPS接收机，GSM收发模块，主控制模块及外接探头等组成，事实上GPS定位系统是以GSM、GPS、GIS组成具有高新技术的“3G”系统。
GPS接收机的结构分为：天线单元和接收单元两大部分。
定位系统组成全球定位系统组成部分GPS系统包括三大部分: 空间部分—GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座，其中21颗是工作卫星，3颗是备份卫星)；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS 信号接收机。
美国GPS空间部分GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。
此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。
C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。
地面控制部分地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。
监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。
监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。
主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。
地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。
对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。
星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的的参数算得的。
每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。
卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。
地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。
这就需要地面站监测各颗卫星的时间，求出钟差。
然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。
GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
用户设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。
其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。
当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。
根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。
接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。
GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。
接收机一般采用机内和机外两种直流电源。
设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。
在用机外电源时机内电池自动充电。
关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。
目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。
GPS卫星在测试架上的GPS卫星GPS卫星是由洛克菲尔国际公司空间部研制的，卫星重774kg，使用寿命为7年。
卫星采用蜂窝结构，主体呈柱形，直径为1.5m。
卫星两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板(BLOCK I)，全长5.33m接受日光面积为7.2m2。
对日定向系统控制两翼电池帆板旋转，使板面始终对准太阳，为卫星不断提供电力，并给三组15Ah镉镍电池充电，以保证卫星在地球阴影部分能正常工作。
在星体底部装有12个单元的多波束定向天线，能发射张角大约为30度的两个L波段（19cm和24cm波）的信号。
在星体的两端面上装有全向遥测遥控天线，用于与地面监控网的通信。
此外卫星还装有姿态控制系统和轨道控制系统，以便使卫星保持在适当的高度和角度，准确对准卫星的可见地面。
由GPS系统的工作原理可知，星载时钟的精确度越高，其定位精度也越高。
早期试验型卫星采用由霍普金斯大学研制的石英振荡器，相对频率稳定度为10 −11/天。
误差为14米。
1974年以后，gps卫星采用铷原子钟，相对频率稳定度达到10 − 12/天，误差8m。
1977年，BOKCK II型采用了马斯频率和时间系统公司研制的铯原子钟后相对稳定频率达到10 −13/天,误差则降为2.9m。
1981年，休斯公司研制的相对稳定频率为10 −14/天的氢原子钟使BLOCK IIR型卫星误差仅为1m。
（二）卫星定位原理GPS的基本定位原理是卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。