介紹：GPS，我們既熟悉又陌生，我們總是把GPS和GPRS混淆起來。GPS實際上是一種全方位、全天候、全天時、高精度的衛星導航系統，可以為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確的定時導航信息。

GPS是全球定位系統的縮寫。GPS定位衛星用于在全球范圍內進行實時定位和導航。

GPS是由美國國防部開發的，為全球客戶建立一個全方位、全天候、全天時、高精度的衛星導航系統，具有低成本、高精度的三維導航信息，如位置、速度和精確的定時模型是應用于導航衛星通信技術領域，極大地提高了地球的信息化水平，有力地推動了數字經濟的發展。

GPS那幾個部分構成？

1、空間部分

GPS空間部分由24顆工作衛星組成，距地球表面20200公里，均勻分布在六軌道上，軌道傾角為55°。另外四顆主動備份衛星在軌道上運行。衛星的分布允許在任何時間在世界任何地方觀測到超過四顆衛星，隨著時間的推移提供連續的全球導航能力。GPS衛星產生兩組代碼，一個稱為C/A，另一組為P。由于它的高頻率、無干擾和高定位精度，P代碼由美軍控制，并且配備了不能被公眾解釋的代碼。它主要服務于美軍。C/A碼主要是在人工降低其精度之后開放使用的。

2、地面控制

GPS地面控制部分由一個主控站、五個全球監測站和三個地面控制站組成。這些站配備有銫鐘、精密的計時器和能夠連續測量所有可見衛星的接收器。監測站經過初步處理后，將衛星觀測數據發送給主控站。主控站將從每個監測站收集跟蹤數據，計算衛星的軌道和時鐘參數，然后將結果發送到三個地面控制站。當每顆衛星在頭頂運行時，地面控制站每天在接收站的范圍內將導航數據和主控制站的命令注入衛星。如果地面站出現故障，衛星中存儲的導航信息可以用一段時間，但導航精度會逐漸降低。

3、用戶設備

用戶設備部分是GPS信號接收機。它的主要功能是捕獲和跟蹤根據一定衛星截止角選擇的衛星。接收機捕獲跟蹤衛星信號時，可以測量接收天線到衛星的偽距和距離變化率，解調衛星軌道參數等數據。基于這些數據，接收機的微處理計算機可以根據位置解算方法進行定位計算，并計算用戶的地理位置的經度、緯度、高度、速度、時間等信息。接收機的硬件和軟件以及GPS數據的后處理軟件構成了完整的GPS用戶設備。目前，各種接收機體積小、重量輕，便于現場勘測。

GPS接收機性能指標有哪些？

1、搜星數量

GPS接收機接收的衛星數量分為可見衛星數量和實際使用衛星數量。可見衛星的數量可以部分地解釋GPS接收機的接收性能，GPS接收機可以在地球的任何開放區域接收12-13顆衛星。有時，在接收器上可以看到數目不一的衛星，并且不能計算接收到的衛星數量。

2、靈敏度和噪聲比

GPS接收機接收GPS衛星信號，分別為1575.42MHz和1228 MHz的L1和L2。L1是圓極化的開放民用信號。

對于普通用戶，GPS接收機的靈敏度可以通過信噪比(CN0)來測量，也就是說，接收模塊通過NMEA的GSV語句輸出的信噪比值約為40。

3、位置誤差與漂移

不同的接收機由于性能差異而具有不同的誤差，特別是當信號較弱且天線性能不佳時，一些誤差可能達到100米，有時可能達到公里。一般來說，民用艙接收機的精度可以在5米以內（天線性能好，環境I低）。

. 漂移是接收器測量的另一個指標，特別是當接收器處于靜止狀態時。根據分析數據，所指示的位置將在一個范圍內來回移動。前后移動距離、移動范圍和實際位置的誤差反映了接收機在靜止狀態下的定位精度。

4、開始時間

接收機啟動時間是指從GPS接收機啟動到定位成功的時間，分為冷啟動、熱啟動和暖啟動。通常，通過發送命令來測試三次。

GPS有哪些特點？

全球定位系統的特點：全球，全天候工作。

定位精度高。單擊定位精度優于10m，采用差分定位，精度可達到厘米級和毫米級。

它具有許多功能和廣泛的應用。

影響GPS性能的因素

1、GPS天線

GPS車載導航裝置大多采用外部天線。此時，天線基本上與整機內部隔離，電磁干擾幾乎不影響它。衛星信號接收效果很好。便攜式終端設備大多采用內置天線。此時，接收機的主板必須屏蔽好，以確保天線遠離電磁干擾源。天線性能受天線材料質量和增益電路性能差異的影響。

2、回波損耗

回波損耗是反射性能的參數。回波損耗表明，入射功率的一部分被反射回源。例如，如果將1MW（0dBm）功率注入到放大器中，10%的功率被反射回來，回波損耗為10dB。從數學上講，回波損耗為-10對數。回波損耗通常在輸入和輸出兩者中指定。在設計天線時，通常使用網絡分析儀來測試S11的特性，以反映回波損耗特性。數值越大，反射波越強，天線性能越差。

3、集成電路方案

接收機的IC方案對接收機的性能有一定的影響，主要表現在誤差、漂移和接收靈敏度上。

4、電路特性

從天線到接收機方案IC的電路特性對接收機性能有明顯的影響。該部分主要包括SAW、LNA、參數匹配等。如果LNA電源不理想，很容易造成可見衛星，但不能長時間定位。匹配參數設置不當，接收靈敏度降低；線路處理不當，特別是通孔、線路寬度、線路間距等都會導致信號丟失。

5、天線接收環境

天線的環境包括干擾源的存在、金屬的存在、磁性材料的屏蔽等。GPS信號是一個非常微弱的信號。如果天線周圍存在干擾源，則需要對干擾源進行處理。例如，攝像機、LCD電纜、其他天線、外殼等，都需要良好的接地。天線應盡可能遠離金屬和磁性材料，在設計結構開始時應詳細評估這些材料。如果忽略這一項，則可能不會對天線本身的性能造成問題，但其影響永遠無法反映出來。

GPS的功能有哪些：

(1)土地利用：主要包括車輛導航、應急響應、大氣物理觀測、地球物理資源勘查、工程勘察、變形監測、地殼運動監測、城市規劃控制等；

（2）海洋應用：包括遠洋船舶航行和航路確定、實時船舶調度和導航、海洋救援、海洋探測、水文地質調查、海洋平臺定位和海平面升降監測等；

（3）航空航天應用：包括航空器導航、航空遙感姿態控制、低軌道衛星軌道確定、導彈制導、航空救援和載人航天器保護檢測等。

GPS在中國的應用：

北斗衛星導航系統（BDS）是中國自行研制的全球導航系統。它是繼美國全球定位系統（GPS）和俄羅斯GloNASS衛星導航系統（GloNASS）之后的第三個成熟的衛星導航系統。北斗衛星導航系統（BDS）與美國GPS、俄羅斯GLONASS和歐盟GALILEO一起，是聯合國衛星導航委員會的公認供應商。

北斗衛星導航系統由35顆衛星組成，由空間段、地面和用戶三部分組成，可全天候、全天候在全球范圍內為各類用戶提供高精度、高可靠性的定位、導航和定時服務，以及短消息c通信能力強，具有初步的區域導航、定位和定時能力，定位精度為10米，速度精度為0.2米/秒，定時精度為10納秒。

中國的衛星導航系統已得到國際海事組織的認可。這是邁向其目標的一個重要步驟：在全球范圍內接受，與美國全球定位系統（GPS）相媲美。

結論：

GPS在國民經濟的各個領域都得到了廣泛的應用。近年來，GPS在消費市場上得到了迅猛發展。基于GPS的衛星導航應用產品因其在提供位置、速度、時間等信息的便利性上難以替代，受到公眾的廣泛關注。由于GPS功能強大、使用方便、價格合理，可以與其他系統很好地集成，形成大量新的應用和產品，可以快速進入我們的日常工作、學習、生活和娛樂。GPS產品將成為現代信息社會的重要信息源，成為信息時代的國家基礎設施之一。