－刀按语：群众的眼光是雪亮的

这几日见军备内关于GPS与北斗争得不亦乐乎，起缘于cbw00888兄发表的《看美刊是如何污蔑中国北斗定位系统的》，纷争久了，也想揷个话，到底北斗与GPS之间性能如何，决心科普一把……

GPS系统概念

全球定位系统（NAVSTAR GPS，NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System，以下简称GPS）是一个中距离圆型轨道卫星定位系统。它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。该系统的组成包括太空中的24颗GPS卫星；地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中4颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。

该系统是由美国政府于20世纪70年代开始进行研制于1994年全面建成，原是美国国防部为了军事定时、定位与导航的目的所发展，希望以卫星导航为基础的技术可构成主要的无线电导航系统，未来并能满足下一个世纪的应用。第一颗GPS卫星在1978年发射，首十颗卫星称为BLOCK I试验型卫星，从1989年到1993年所发射的卫星称为BLOCK II/IIA量产型卫星，第二十四颗BLOCK II/IIA卫星在1994年发射后，GPS已达到初步操作能力（Initial Operational Capability，IOC），24颗GPS卫星提供全世界24小时全天候的定位与导航信息。美国空军太空司令部于1995年4月27号宣布GPS已达到完整操作能力（Full Operational Capability），将BLOCK I卫星加以汰换而24颗卫星全部为BLOCK II/IIA卫星，之后又发射四颗BLOCK IIA及一颗BLOCK IIR卫星，成功地满足军事实务的操作。

由于此技术的迅速发展，使得民间应用的需求与日遽增，对于传统导航方式更有革命性的影响。

全球卫星定位系统介绍

全球卫星定位系统实际上是由24颗卫星所组成，其中有3颗为备用卫星，这些卫星分布于距地表20,200公里的上空，而且分属于6个轨道面；卫星轨道面倾斜角为55度﹐提供全球全天候﹐每秒一次﹐持续不断的定位讯号。这些卫星每11小时58分环绕地球一次，即每天绕过您的头顶二次，就像是月球一样不停地绕着地球旋转，其速度约每秒1.8哩。这些卫星需要地面管制站随时加以监控是否GPS卫星在其正确的轨道上及正常运作，另外监控中心可上传资料给卫星，卫星再将这些信息下传给GPS使用者使用。地面共有五个监控中心，四个上传资料站及一个控制中心，这些控制站以纬度来划分其所控制的卫星。在概念上﹐GPS是代表着整个系统﹐包括天空上的卫星、地面控制站及GPS接收机。不过一般而言﹐GPS即意指一个GPS接收机﹐这是因为我们在使用上多半只会接触GPS接收机的缘故。一般所使用之GPS接收机在任何时刻接收到4颗或更多的卫星。使用者只需拥有GPS接收机，无需另外付费。GPS信号分为民用的标准定位服务（sps,standard positioning service)和军规的精密定位服务（pss,precise positioning service)两类。民用讯号中加有误差，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信号所加的误差。因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。

GPS系统拥有如下多种优点：全天候，不受任何天气的影响；全球覆盖（高达98%）；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。

为了使民用的精确度提升，科学界发展另一种技术，称为差分全球定位系统(Differential GPS), 简称DGPS。亦即利用附近的已知参考座标点(由其它测量方法所得), 来修正 GPS 的误差。再把这个即时(real time)误差值加入本身座标运算的考虑, 便可获得更精确的值。

GPS有2D导航和3D导航分，在卫星信号不够时无法提供3D导航服务，而且海拔高度精度明显不够，有时达到10倍误差。但是在经纬度方面经改进误差很小。卫星定位仪在高楼林立的地区扑捉卫星信号要花较长时间。

GPS的功能

精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中

工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量

勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到

导航：

u        武器导航：精确制导导弹、巡航导弹

u        车辆导航：车辆调度、监控系统

u        舶导航：远洋导航、港口/内河引水

u        飞机导航：航线导航、进场着陆控制

u        星际导航：卫星轨道定位

定位：

u        车辆防盗系统

u        手机，PDA，PPC等通信移动设备防盗，电子地图，定位系统

u        儿童及特殊人群的防走失系统

GPS的六大特点

u        全天候，不受任何天气的影响；

u        全球覆盖（高达98%）；

u        三维定速定时高精度；

u        快速、省时、高效率；

u        应用广泛、多功能；

u        可移动定位。

推荐文章 ·基于uClinux的GPSOne/GPS双定位 ·MSComm控件的GPS接收机数据终端 ·航天GPS接收机的低噪声放大器设 ·任我游GPS导航仪软硬件深度实战 ·轻车熟路不迷路 带GPS导航MP4推 ·猛虎添羽翼 诺基亚E62 GPS专项测 ·GPS导航入门手册 ·常见GPS接收器采用的GPS芯片种类 ·为十一出游做准备 小熊九月GPS横 ·航行舵手GPS： Garmin iQue 3600 ·GPS软件评测 可定制个性兴趣点的 ·各操作系统智能手机 玩转GPS ·GPS RECEIVER ·在PDA 上玩转GARMIN