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全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Position System, GPS)為美國國防部開發(fā)，利用規(guī)模遍及全球的人造衛(wèi)星之航法系統(tǒng)，由24顆人造衛(wèi)星所構(gòu)成，其中包括三顆預備衛(wèi)星。利用對民間開放的C/A碼標準測法，能得到數(shù)十米的精度，為無線電定位法的一種。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)整體運作上可分成三部份:太空部分、地面部分以及訊號部分。 太空部分 N'K.c"j b ~ i0目前GPS衛(wèi)星已發(fā)展至Block II型式的定位衛(wèi)星，由Rockwell International制造，在軌道上重量約1,900磅，太陽能接收板長度約17呎，預期壽命為7.5年，于1994年完成第24顆衛(wèi)星的發(fā)射，整個GPS系統(tǒng)正式宣告建構(gòu)完成。因此目前太空中有24顆GPS衛(wèi)星可供定位運用，它們平均分布于6個軌道面，每個軌道面上各有4顆，距離地面高度約10,900海浬(大約20,000公里)，呈55°角傾斜繞行地球運轉(zhuǎn)，繞行地球一周需12恒星時，每日可繞行地球2周，這也就是說，不論任何時間，任何地點，包含北極,南極，至少有4顆以上的衛(wèi)星出現(xiàn)在我們的上空。 信號部分100GPS-中國最大的GPS網(wǎng)|導航地圖軟件下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS#d.J F#F C(z d GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩組隨機電碼，一組稱為C/A碼，一組稱為P碼。C/A碼主要開放給民間使用，因此在精度上刻意降低，P碼則是美國國防部保留為其軍事用途的電碼，精度比C/A碼高很多，因此設有密碼，一般民間使用者無法解讀。一般而言，GPS衛(wèi)星傳送兩種頻率的載波，L1(Link 1)載波的頻率為1575.42 MHZ，L2 (Link 2)載波的頻率為1227.60MHZ。 地面部分100GPS-中國最大的GPS網(wǎng)|導航地圖軟件下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS K M b;K2@ z 地面設施部分主要包含GPS監(jiān)控站與使用者接收設備兩部份。 監(jiān)控站100GPS-中國最大的GPS網(wǎng)|導航地圖軟件下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS z;?3G3\ | E4O A2k 包括一個主要控制站(Master Control Station)、五個監(jiān)測站(Monitor Station)-分布于夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西亞、瓜加林島、科羅拉多州、三個地面控制站(Ground Control Station)等。監(jiān)測站主要負責追蹤所有衛(wèi)星的運行位置、時間、氣象數(shù)據(jù)及電離層數(shù)據(jù)等，將每15秒觀測到所有數(shù)據(jù)，計算出每15分鐘一組的平滑化數(shù)據(jù)(Smoothed Data)，傳送到主控制站后，由主控制站加以統(tǒng)合，計算出衛(wèi)星星歷、時表修正量、電離層改正系數(shù)，再轉(zhuǎn)換成導航訊息，以維護衛(wèi)星系統(tǒng)的精度與正常運作，此部份由美國國防部負責，使用者無從了解也毋需了解此部份的技術(shù)。 主要是一個衛(wèi)星信號接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1載波，分離出C/A電碼，進行最簡單的虛擬距離定位，也是一般車輛定位所使用的機型。其中必須注意的是:GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩種不同的載波來承載所有電碼與訊息，其中C/A碼僅調(diào)置在L1載波上，P碼則分別調(diào)置在L1與L2載波上，并區(qū)別為P1與P2電碼，但美國軍方目前僅開放C/A碼僅民間使用。而一般間使用之接收機可經(jīng)由差分修正(DGPS差分定位)達15呎或更加之準確度。但使用DGPS訊號需付費，一般使用者應考慮成本及使用目地是否需要到如此精準。如做汽車導航您所需要知道的是您的相對位置配合您所使用之電子地圖，無需使用到那么高精度之定位。 GPS的定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理，GPS接收裝置以測量無線電信號的傳輸時間來量測距離，以距離來判定衛(wèi)星在太空中的位置，這是一種高軌道與精密定位的觀測方式。假設衛(wèi)星在11,000英哩高處，測量我們的距離，首先以11,000英哩為半徑，以此衛(wèi)星為圓心畫一圓，而我們位置正處于球面上。 G W M U } A0 再假設第二顆衛(wèi)星距離我們12,000英哩，而我們正處于這二顆球所交集的圓周上。現(xiàn)在我們再以第三顆衛(wèi)星做精密定位，假設高度13,000英哩，我們即可進一步縮小范圍到二點位置上，但其中一點為非我們所在的位置極有可能在太空中的某一點，因此，我們舍棄這一點參考點，選擇另一點為位置參考點。100GPS-中國最大的GPS網(wǎng)|導航地圖軟件下載|報價|手機PDA車載藍牙GPS0S B au TJ k0^ K/x!x m 如果要獲得更精確的定位，則必定要再測量第四個顆衛(wèi)星，從基本物理的觀念上來說，以訊號傳輸?shù)臅r間乘以速度即是我們與衛(wèi)星的距離，我們將此測得的距離稱為虛擬距離，在GPS的測量上，我們測的是無線信號，速度幾乎達18萬6千英哩/Sec的光速，而時間卻短的驚人，甚至只要0.06秒，時間的測量需要二個不同的時表，一個時表裝置于衛(wèi)星上以記錄無線電信號傳送的時間，另一個時表則裝置在接收器上，用以記錄無線電信號接收的時間，雖然衛(wèi)星傳送信號至接收器的時間極短，但時間上并不同步，假設衛(wèi)星與接收器同時發(fā)出聲音給我們，我們會聽到二種不同的聲音，這是因為衛(wèi)星從11,000英哩遠的地方傳來，所以會有延遲的時間，因此，我們可以延遲接收器的時間，從此延遲的時間╳速度，就是接收器到衛(wèi)星的距離，此即為GPS的基本定位原理。 那么GPS衛(wèi)星究竟傳輸那些數(shù)據(jù)呢?衛(wèi)星所傳輸?shù)挠嵦柊�含有偽亂碼(Pseudo random code)、星歷數(shù)據(jù)(Ephemeris:英語發(fā)音為ee-fem-er-is)及Almanac。 1、偽亂碼(詳細請參見"GPS測距碼的作用")可幫助我們知道衛(wèi)星訊號是由那一顆衛(wèi)星所傳輸下來，所以偽亂碼即是一顆衛(wèi)星的身份證(ID code)。其衛(wèi)星編碼從1至32。因此我們可從GPS接收機上看到所接收到的衛(wèi)星編號。但為何超過24個偽亂碼呢?這是因為當有新的替代衛(wèi)星發(fā)射啟用時，可馬上給與這顆替代衛(wèi)星一個新編號，當真正被淘汰的衛(wèi)星不能使用時，就取代淘汰的衛(wèi)星。 2、星歷數(shù)據(jù)含有衛(wèi)星是否健康或不健康之信息、現(xiàn)在日期、時間，這些數(shù)據(jù)使您的接收機知道現(xiàn)再時間日期其決定您目前的位置。 3、Almanac傳輸軌道信息告知接收機各衛(wèi)星所在天空之位置。 簡單的說GPS時如何運作:每一顆衛(wèi)星會告訴您使用的接收機三件事，我是第幾號衛(wèi)星，我現(xiàn)位置在那里，我什么時候送這訊息給您。當您的GPS接收機接收到這些數(shù)據(jù)后會將星歷數(shù)據(jù)及Almanac存起來使用，這些數(shù)據(jù)也用做修正GPS接收機上的時間。 GPS接收機比較每一衛(wèi)星訊號接收到的時間及本身接收機的時間的不同，而計算出每一衛(wèi)星道接收機的距離。接收機若在接收到更多衛(wèi)星時，它可利用三角公式計算出接收機所在位置。三顆衛(wèi)星可做所謂2D定位(經(jīng)度及緯度)，四顆或更多衛(wèi)星可做所謂3D定位(經(jīng)度、緯度及高度)

回答者：絔厭keke2016-12-16 00:00