GPS系统由哪几部分组成,并说明其作用?

GPS定位系统给我们带来的生活便利是巨大的。

早上开车出门时，它帮助我们定位导航；在城市的各条道路上，它帮助我们跟踪管理车辆；危险发生时，它帮助我们锁定救援位置......只要打开GPS，卫星定位系统就能够在几分钟之内确定位置，测定出行进的速度、所处位置的经纬度及海拔高度。

那么，你在享受卫星定位系统带来的便利时，是否想过，GPS定位系统是由什么组成的呢？每个部分有什么功能？发挥着什么样的作用？

GPS 定位系统由GPS卫星组成的空间部分、若干个地面监控站组成的地面监控系统和以接收机为主体的用户定位设备3部分组成。三者既有各自独立的功能和作用，又有机地配合成缺一不可的整体系统。

GPS定位系统组成

1、GPS卫星星座

GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24 颗卫星基本上均匀分布在6个等间隔的轨道平面内，每个轨道平面分布4颗卫星，卫星高度约为2万km，卫星轨道平面倾角为55°，运行周期约为11h58min。位于地平线上的卫星数随着时间和地点的不同而异，最少可以见到4颗卫星，最多可以见到 11 颗卫星，因此保证了在地球上和近地空间任一点，任何时刻均可至少同时观测 4 颗 GPS卫星。全球绝大多数地方是能够实现全天候、高精度、连续实时导航定位测量的。但应指出，在个别地区可能在某一段时间内，所观测到的4颗卫星几何图形结构较差，不能达到定位精度要求。

GPS卫星星座

2、GPS 卫星及其功能

GPS卫星的主体呈圆柱形，卫星入轨后，星体两侧各伸展出一块太阳能电池翼板，对日定向系统控制两块翼板旋转，使翼板始终对准太阳，以便能够接受太阳能充电。

在 GPS 定位系统中，GPS 卫星的作用：向广大用户连续不断地发送导航定位信号，并用导航电文报告自己的现时位置以及其他在轨卫星的概略位置；在飞越注人站上空时，接收地面注人站发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS 信号形成电文，适时地发送给广大用户；接收地面主控站发送到卫星的调度命令。

GPS工作卫星

地面监控系统是GPS定位系统的神经中枢，保证整个系统的协调运行。其内部设有一组标准原子时钟。

该系统是由1个主控站、3个注人站和5个监测站组成。主控站位于美国科罗拉多州斯普林斯的联合航天操作中心CSOC，3个注入站分别位于大西洋、印度洋和太平洋的3个美军基地上，即大西洋的阿森松群岛、印度洋的狄戈加西亚和太平洋的卡瓦加兰，除了1个主控站和3个注入站有4个监测站的功能外，还在夏威夷设立了1个监测站。

系统的主要功能是各个监测站GPS 接收机对卫星进行连续观测，同时收集当地的气象数据。主控站收集各个监测站所测得的观测值、气象要素、卫星时钟和工作状态的数据、监测站自身状态的数据以及海军水面兵器中心发来的参考星历。根据所收集的数据，计算每颗 GPS卫星的星历、时钟改正、状态数据和信号的电离层延迟改正等参数，并按一定格式编制成导航电文,传送到注入站。

主控站还肩负监测整个地面监控系统是否正常工作、检验注人给卫星的导航电文是否正确、监测卫星是否将导航电文发送给用户等任务。注人站在主控站的控制下，将卫星星历、卫星时钟钟差等参数和其他控制指令注入给各 GPS 卫星。主控站能够对 GPS 卫星轨道进行改变和修正，还能进行卫星调度，让备用卫星去取代失效的卫星。

在地面监控系统的监测站上配置有GPS 双频接收机，其作用：对全部 GPS 卫星进行连续观测。先将观测数据传送到主控站，在主控站上，根据已有的观测数据计算出各个卫星的轨道参数、钟差和大气改正等，连同其他信息编制成导航电文，然后传送到注人站，定时由注入站发送到相应的卫星存储，形成卫星导航电文中的广播星历。由此地面接收机收到的广播星历而计算卫星的位置。

由于GPS 应用广泛，经济效益好，因而各国均在研制和生产各种类型的GPS接收机。GPS接收机类型很多，按其用途来分，有导航型、测地型和授时型。导航型接收机精度不高，但是具有价格便宜、操作方便和体积小等优点；测地型接收机结构复杂，价格昂贵，但其定位精度高，主要用于精密大地测量与变形监测。

蓝尊北斗/GPS监测型GNSS接收机

蓝尊GNSS接收机

GPS 卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。GPS 接收机是一种能接收、跟踪和测量GPS 信号的卫星信号接收设备。随着使用目的不同，用户要求的 GPS接收机也各有差异，主要分为静态定位和动态定位两大类型。静态定位指的是用户天线在跟踪GPS卫星过程中固定不变，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，连同GPS卫星在轨的已知位置，从而算得固定不动的用户天线的三维坐标；动态定位是指用 GPS 接收机测定一个运动物体的运动轨迹。

目前，GPS设备发展的主要趋势是向集成化、小型化、高动态和多通道方面发展，随着电子技术和微处理技术的发展，GPS接收机的集成化程度越来越高，使整机尺寸和质量大大减少，价格也迅速下降。

蓝尊科技长期致力于自然资源与生态环境监测管理一体化领域的物联网及信息化技术的研发与应用服务。多年来，蓝尊科技不断创新，将无人机倾斜摄影技术、高精度传感器、高性能综合数据远传、基于GIS的大数据建设等新技术、新手段融入业务系统，助推自然资源监测产业的发展。

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