高中地理知识点：GPS的组成和工作原理

GPS的概念：

全球定位系统(CPS)是利用卫星星座来获得地面某点经纬度和高程的系统，是当代航天技术、无线电通信技术和计算机技术的结晶。美国国防部为满足军事部门对海、陆、空设施进行高精度定位和导航的要求，于1994年建成了以定位、导航卫星为依托的全球定位系统。GPS卫星所发射的空间定位信息覆盖整个地球表面，因此可以对地球表面上的任一点、任一物体进行全天候的精密三维定位和导航。

定位原理：

在测区中部选择一个已知坐标的控制点作为基准站，安置一台GPS接收机，连续跟踪所有可见卫星；并实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送出去。

全球定位系统的组成 ：

全球定位系统由三个部分组成，具有海、陆、空全方位实时三维定位与导航能力，可以同时获得地面点的经度、纬度和高程，可为全球范围内的飞机、舰船、地面部队、车辆、低轨道航天器等提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、速度以及时间数据。

（1）GPS卫星星座
由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。GPS卫星星座记作（2l+3）GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平各个轨道平面之间的夹角为60度
（2）地面监控系统
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。
地面监控系统监测站—获取GPS数据，并将数据送至主控站。主控站--控制、调度卫星。注入站—将主控站的改正参数等注入每颗卫星。
（3）GPS信号接收机组成：GPS卫星接收机 GPS数据处理软件
任务：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，实时地计算出测站的三维坐标，甚至三维速度和时间


相关高中地理知识点：GPS的产生

GPS的产生：

1、古代的定位方法：

古代，人们外出时主要是通过自然地理事物定向，后来利用夜空星座，随着指南针和六分仪的发明，人类定位和导航进入了一个新的历史时期。

2、近现代的定位发展：

在近代，特别是二战时期，人们是利用接收机接收固定导航站发射的无线电波来确定位置。
20世纪60年代，美国建立了一套卫星导航系统——子午仪卫星导航系统全球定位系统的革命：
20世纪70年代，美国军方决定建立一套用来进行精确定位的系统，提出在地球轨道上空建立一个由定向和导航卫星组成的“星座”，通过地面接收机与这些卫星进行联系，获取相关信息，这就是后来的GPS。
1982年2月，第一颗GPS工作卫星发生成功。
994年24颗GPS卫星全部完成发射，GPS“星座”全面建成并投入运行。

GPS产生的历史背景：

上世纪五十年代后期，美国出于自身的政治、军事和经济利益的考虑，开始研制卫星导航系统，经过三十多年的努力，耗资300多亿美元，终于建成了上世纪航天史上最成功、最有意义的工程之一 ——全球卫星定位系统(Global Positioning System，GPS)，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后第三项庞大工程，GPS能连续、实时、高精度地为用户提供三维位置、三维速度和时间信息，并能覆盖全球和全天候工作。

1994年4月3日，24颗Block-II型工作卫星发射完毕，系统投入全面运行。GPS最初主要用于军事和涉及国家重要利益的民用领域，可实现飞机舰船的导航、部队调动、军事目标定位、武器的精确制导等，特别是在沙漠风暴和对科索沃的轰炸这两场典型高技术战争中，GPS大量用于巡航导弹的制导，打击目标的选择，甚至地面士兵都随身携带便携式定位装置，可以说，GPS是现代高技术武器的眼睛。

鉴于GPS的军事上非凡的表现和巨大的实用价值，美国总统克林顿颁布法令，将GPS向民用领域免费开放，同时在2000年5月1日起停止S/A政策，对民用码不加干扰，使民用定位精度大大提高。 另外，前苏联也发展了自己的全球定位系统：Glonass，同样也免费向民用市场开放使用；国际通信协会也有类似GPS的系统。相信不远的将来，我们也能享受到我国自己的卫星定位系统给我们带来的方便。 现在GPS已发展成为一个高速成长的产业，广泛应用于车辆定位、航海航空、测量等民用行业，特别是移动目标的定位监控、防盗报警和指挥调度。据美国GPS行业协会统计，2006年GPS全球市场为190亿美元，由于移动通信的发展和对民用卫星码不加扰，2008年将达到250亿美元。

GPS技术在国内具有广阔的应用前景，其应用热点已从前几年的渔业领域转入车辆应用，尤其是车辆定位监控和指挥调度应用，通信、INTERNET突飞猛进的发展，针对位置的信息服务也将走上快车道。下面主要介绍一下GPS技术及产品在国内的一些应用领域。


相关高中地理知识点：GPS的特点

GPS的特点：

（1）全球，全天候工作。
（2）能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响。
（3）定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
（4）功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。

GPS的特点及含义：




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