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[导读]为增进大家对GPS的认识,本文将对GPS和GIS的区别以及GPS的系统组成予以介绍。

GPS是一个定位系统,通过GPS定位系统,我们手机里的地图软件、车载导航系统才能正常运行。为增进大家对GPS的认识,本文将对GPS和GIS的区别以及GPS的系统组成予以介绍。如果你对GPS具有兴趣,不妨和小编一起来继续往下阅读哦。

一、GPS和GIS区别

简单的说GPS如何运作:每一颗卫星会告诉您使用的接收机三件事,我是第几号卫星,我现位置在那里,我什么时候送这讯息给您。当您的GPS接收机接收到这些资料后会将星历资料及Almanac存起来使用,这些资料也用做修正GPS接收机上的时间。GPS接收机比较每一卫星讯号接收到的时间及本身接收机的时间的不同,而计算出每一卫星道接收机的距离。接收机若在接收到更多卫星时,它可利用三角公式计算出接收机所在位置。三颗卫星可做所谓2D定位(经度及纬度),四颗或更多卫星可做所谓3D定位(经度、纬度及高度)。接收机继续不段地更新您的位置,所以它可计算出您的移动方向及速度。

绝大多数单独的GPS接收机以经纬度和GPS高度表示位置。但是坐标如北纬24度,东经121度和100公尺高对你决定所在位置并不很好用,你还需要知道你在地图上的位置。GIS地理信息系统是存于计算机中的地图数据库(Database),GIS能比纸上地图更为精致复杂。它可以是三度空间以显示地形图,也可包括其它有用的信息,如加油站、旅游胜地的照片等等,汽车导航系统就是GPS和GIS之组合,这种应用被人看好是21世纪GPS市场中最庞大的一部分。另需特别注意GPS的高度。它并不是真正距地面上的高度,也不是海平面上的高度,因为GPS接收机不是GIS,并不知道外面世界的真象。

二、GPS系统组成

(一)空间部分

GPS卫星的主体呈圆柱形,两侧有太阳能帆板,能自动对日定向。太阳能电池为卫星提供工作用电。每颗卫星都配备有多台原子钟,可为卫星提供高精度的时间标准。卫星上带有燃料和喷管,可在地面控制系统的控制下调整自己的运行轨道。GPS卫星的基本功能是:接收并存储来自地面控制系统的导航电文;在原子钟的控制下自动生成测距码和载波;并将测距码和导航电文调制在载波上播发给用户;按照地面控制系统的命令调整轨道,调整卫星钟,修复故障或启用备用件以维护整个系统的正常工作。不同型号的卫星的外形也各不相同。

GPS卫星可分为试验卫星和工作卫星两类。各种类型的基本特征如下:

(1)试验卫星

试验卫星也称原型卫星。卫星重774千克(包括310千克的燃料),设计寿命为5年。为满足方案论证和整个系统试验、改进的需要,美国1978~1985年间从加利福尼亚州的范登堡空军基地用Atlas火箭先后发射了11颗试验卫星。其中第7颗卫星发射失败,未进入预定轨道。1995年底,最后一颗试验卫星停止工作。

(2)工作卫星

BlockⅡ卫星重约1.5t,设计寿命为7.5年。每颗卫星耗资4800万美元。1989年2月至1990年10月间,从佛罗里达州的肯纳维拉尔空间基地用DeltaⅡ火箭发射了9颗BlockⅡ卫星。与试验卫星相比,BlockⅡ卫星做了许多改进,卫星可存储14天的导航电文,并具有实施SA和AS的能力。BlockⅡA卫星(A:Advanced)重约17t,卫星设计寿命为7.5年,卫星具备互相通信的能力。卫星存储导航电文的能力增加至180天。SVN35和SVN36卫星上配备了激光反射棱镜,可以通过激光测距来分析卫星钟和卫星星历的误差,检验GPS测距的精度。反射棱镜的大小为24×20厘米。

(二)控制部分

地面监控部分是由分布在世界各地的五个地面站组成,按功能可分为监测站、主控站和注入站三种。监测站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、气象参数测试仪和计算机等设备,主要任务是完成对GPS卫星信号的连续观测,并将搜集的数据和当地气象观测资料经过处理后传送到主控站。主控站除了协调管理地面监控系统外,还负责将监测站的观测资料联合处理,推算卫星的星历、卫星钟差和大气修正参数,并将这些数据编制成导航电文送到注入站;另外,它还可以调整偏离轨道的卫星,使之沿预定轨道运行,调度备用卫星,以替代失效的卫星开展工作。注入站的主要任务是将主控站编制的导航电文、计算出的卫星星历和卫星钟差的改正数等,通过直径为3.6米的天线注入相应的卫星 。

(三)用户部分

用户设备主要由GPS接收机、硬件和数据处理软件、微处理机及终端设备组成;GPS接收机由主机、天线和电源组成。其主要任务是捕获、跟踪并锁定卫星信号;对接收的卫星信号进行处理,测量出GPS信号从卫星到接收机天线间传播的时间;译出GPS卫星发射的导航电文,实时计算接收机天线的三维位置、速度和时间 。

以上便是此次带来的GPS相关内容,通过本文,希望大家对GPS已经具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

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