GPS是什么

测量使用的GPS是什么的简称?G

GPS它的英文全名是“Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Position System”，其意为“卫星测时测距导航/全球定位系统”，缩写为NAVSTAR/GPS，简称GPS系统。 该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统。它是美国继阿波罗登月飞船和航天飞机以后第三大航天工程。它是在子午仪卫星系统的基础上发展起来的，这个系统从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成。 GPS全球卫星定位导航系统，开始时只用于军事目的，现在也广泛应用于商业和科学研究上。其具有全能性（海洋、陆地、航空和航天）...全部

  GPS它的英文全名是“Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Position System”，其意为“卫星测时测距导航/全球定位系统”，缩写为NAVSTAR/GPS，简称GPS系统。
  该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统。它是美国继阿波罗登月飞船和航天飞机以后第三大航天工程。它是在子午仪卫星系统的基础上发展起来的，这个系统从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成。
   GPS全球卫星定位导航系统，开始时只用于军事目的，现在也广泛应用于商业和科学研究上。其具有全能性（海洋、陆地、航空和航天）、全球性、全天候、连续性、和实时性的导航、定位、和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维位置、三维速度，并给出精确的卫星时间基准。
  因此被认为是当前定位导航授时设备中最重要的发展。 GPS系统包括三大部分： 空间部分----GPS卫星星座 地面控制部分----地面监控系统 用户设备部分----GPS信号接收机 GPS空间部分使用了二十四颗卫星组成的星座，卫星高度约20200公里，分布在六条升交点互隔60度的轨道面上，卫星轨道倾角为55度，每条轨道上均匀分布四颗卫星，相邻两轨道上的卫星相隔40度，使得地球任何地方至少同时可看到四颗卫星。
   GPS发展历史与系统组成 　　为了解决海军舰艇的定位导航问题，自1957年人类发射第一颗卫星开始，美国海军就着手卫星定位方面的研究工作，产生了子午仪卫星导航系统(Transit)，尽管子午仪卫星导航系统得到了广泛的应用，并显示出巨大的优越性，但在实际应用方面仍存在缺陷，如观测时间较长，定位精度不高，只有经纬度，没有高程。
  鉴于子午仪卫星导航系统存在的缺陷，美国国防部制定了现在的GPS（全球卫星定位系统）方案，该方案耗资120亿美元，由24颗卫星组成，这些卫星分布在互成120度的轨道平面上，每个轨道平面平均分布8颗卫星。
   　　GPS卫星提供了P码（精码）和C/A码（粗码）两种定位服务。P码为军方服务，定位精度达到3米；C/A码对社会开放，定位精度为14米。出于自身安全的考虑，美国先后实施了SA和AS政策。
  SA政策在C/A码中人为引入了误差，使定位精度下降到100米；AS政策则对P码实行加密。 由于GPS对社会开放，因此各类接收机、测量设备如雨后春笋般涌现，并广泛应用于各行各业，彻底改变了传统的定位导航方式。
   　　　GPS的空间星座部分由24颗均匀分布在6个轨道平面内的卫星组成；GPS的地面监控部分负责卫星的监控和卫星星历的计算，它包括1个主控站、3个注入站和5个监测站； GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。
  用户通过用户设备接收GPS卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。 GPS原理 24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
   　　由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。
   　　事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。 　　由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。
  为提高定位精度，普遍采用差分GPS（DGPS）技术，建立基准站（差分台）进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。
  实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。 GPS应用 自GPS对民间开放以来，各种产品、应用层出不穷，GPS已经深入国民生产、日常生活的方方面面。 　　一、测量 　　GPS技术给测绘界带来了一场革命。
  利用载波相位差分技术（RTK），在实时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度。与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着巨大的优势： 测量精度高; 操作简便，仪器体积小，便于携带; 全天候操作;观测点之间无须通视;测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。
   当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。 　　二、交通 　　出租车、租车服务、物流配送等行业利用GPS技术对车辆进行跟踪、调度管理，合理分布车辆，以最快的速度响应用户的乘车或送请求，降低能源消耗，节省运行成本。
   GPS在车辆导航方面发挥了重要的角色，在城市中建立数字化交通电台，实时发播城市交通信息，车载设备通过GPS进行精确定位，结合电子地图以及实时的交通状况，自动匹配最优路径，并实行车辆的自主导航。
   民航运输通过GPS接收设备，使驾驶员着陆时能准确对准跑道，同时还能使飞机紧凑排列，提高机场利用率，引导飞机安全进离场。 　　三、救援 　　利用GPS定位技术，可对火警、救护、警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的响应效率。
  特种车辆（如运钞车）等，可对突发事件进行报警、定位，将损失降到最低。 有了GPS的帮助，救援人员就可在人迹罕至、条件恶劣的大海、山野、沙漠，对失踪人员实施有效的搜索、拯救。装有GPS装置的渔船，在发生险情时，可及时定位、报警，使之能更快更即使地获得救援。
   　　四、农业 　　当前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的"精准农业耕作"。该方法利用GPS进行农田信息定位获取，包括产量监测、土样采集等，计算机系统通过对数据的分析处理，决策出农田地块的管理措施，把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，从而精确地给农田地块施肥、喷药。
  通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥除虫对环境造成的污染。 　　五、娱乐消遣 　　随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们旅游、探险的好帮手。
  通过GPS，人们可以在陌生的城市里迅速地找到目的地，并且可以最优的路径行驶；野营者携带GPS接收机，可快捷地找到合适的野营地点，不必担心迷路；甚至一些高档的电子游戏，也使用了GPS仿真技术。 大多数GPS设备的面板上都有一些按钮，引导你到不同的操作选项。
  也许它们的名称不太一样，但功能都是类似的。它们可能是让你浏览一个导航画面、查看可用的卫星信号，检查位置目录、清单或者到选定目标的方向。最主要的功能就是显示你的位置，包括当前坐标、海拔和时间，如果选定了目的地或路线，它还指示通往目的地的方向。
  其他常用的功能有导航、菜单、卫星状态、路旁标志或航路点清单/路线清单、设置选项、距离、偏航、上次定位地点、日出/日落时间等。 结合地图使用 不同的地图使用不同的坐标系，美国地理最常用的两种地图是： 1。
   LAT/LONG矢量地图：包括经度、纬度、分和秒； 2。 UTM栅格地图，以米为单位。 LAT/LONG是我们最熟悉的形式，地球从赤道到极点的位置被等分为0～90度的北纬或南纬（地球仪上的平行线），而地球从东向西等分为从0～360度的经度（地球仪上的弧线），通过英国格林威治的线，称为本初子午线。
  用这种坐标人工计算出两点之间的距离是很难的，因为我们生存的地球是椭圆的。 　　UTM坐标是那些需要精确距离信息的地图使用者的首选。这个坐标系选择一条子午线，标明你在它东面或西面多少米，还有你在赤道南面或北面多少米。
   　　大部分GPS设备在设置时允许你选择LAT/LONG或UTM或其他坐标系作为你的坐标系，当你有了你所在位置的坐标，你可以在地图上查找，从而得知你所在位置的确切地址。当你在地图上找到了目的地时，你可以输入它们的坐标到你的GPS接收器中以形成一条路线。
  可以利用透明的塑料尺子在TOPO地图或UTM地图上测量，这样更容易估计一个位置的坐标，一些GPS设备有这样的功能：你可以测量一个位置到地图右下角的距离，然后用地图名和刻度为这个位置命名。 　　 GPS常见功能 　　性能指标 　　 　　1。
  卫星轨迹 　　这里有24颗GPS卫星沿六条轨道绕地球运行（每四颗一组），一般不会有超过12个卫星在地球的同一边，大多数GPS接收器可以追踪8～12颗卫星。计算LAT/LONG（2维）坐标至少需要3颗卫星。
  再加一颗就可以计算3维坐标。对于一个给定的位置，GPS接收器知道在此时哪些卫星在附近，因为它不停地接收从卫星发来的更新信号。 　　2。 并行通道 　　一些消费类GPS设备有2～5条并行通道接收卫星信号。
  因为最多可能有12颗卫星是可见的（平均值是8），这意味着GPS接收器必须按顺序访问每一颗卫星来获取每颗卫星的信息。 市面上的GPS接收器大多数是12并行通道型的，这允许它们连续追踪每一颗卫星的信息，12通道接收器的优点包括快速冷启动和初始化卫星的信息，而且在森林地区可以有更好的接收效果。
  一般12通道接收器不需要外置天线，除非你是在封闭的空间中，如船舱、车厢中。 　　 　　3。定位时间 　　这是指你重启动你的GPS接收器时，它确定现在位置所需的时间。对于12通道接收器，如果你在最后一次定位位置的附近，冷启动时的定位时间一般为3～5分钟，热启动时为15～30秒，而对于2通道接收器，冷启动时大多超过15 分钟，热启动时为2～5分钟。
   　　4。定位精度 　　大多数GPS接收器的水平位置定位精度在20m～30m左右，但这只是在SA没有开启的情况下，有些GPS接收器声称它们可以达到这个精度，但是往往有一个小小的标签附在后面："在SA关闭时"。
   　　你可能会发现，大多数GPS生产商不怎么提及"高度"的精度，因为这是GPS设备中精度最没有保证的方面。据我所知，几乎所有的GPS设备（除非那些专为航海定制的在海拔为0的海平面上使用的设备）在4颗卫星可见的情况下，可以定位高度，但是偏差可能达到3倍。
   　　30m的精度意味着什么？这意味着，当SA关闭时，从统计的角度讲，你的平面定位的位置距离你的实际位置在3 0m之内的概率是95%。GPS接收器工作时是依靠卫星信号到达GPS接收器的时间来定位的（时间X光速=距离）。
  对于高度读数，这意味着精度在45～100m之间的概率是95%。 　　如果政府开启了SA（为了安全原因，而且几乎是所有时间都开启着），水平精度在100m之内的概率是95%，高度在300m之内的概率是95%，这可能比你期望值高很多，但不影响你找到想去的街道或那条河流。
   　　5。 DGPS功能 　　为了将SA和大气层折射带来的影响降为最低，有一种叫做DGPS发送机的设备。它是一个固定的GPS接收器（在一个勘探现场100km～200km的半径内设置）接收卫星的信号，它确切地知道理论上卫星信号传送到的精确时间是多少，然后将它与实际传送时间相比较，然后计算出"差"，这十分接近于SA和大气层折射的影响，它将这个差值发送出去，其他GPS接收器就可以利用它得到一个更精确的位置读数（5m～10m或者更少的误差）。
   许多GPS设备提供商在一些地区设置了DGPS发送机，供它的客户免费使用，只要客户所购买的GPS接收器有 DGPS功能。 　　6。信号干扰 　　要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少3～5颗卫星是可见的。
  如果你在峡谷中或者两边高楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到二维坐标。同样，如果你在一个建筑里面，你可能无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
   　　7。物理指标 　　选购GPS设备时，大小、重量、显示画面、防水、防震、防尘性能、耐高温、耗电等物理指标都要考虑在内。 　　我们的生活充斥着数字-数字经济、数字神经、数字化生存、数字……也许我们都需要利用GPS技术，来了解这个数字化地球，帮助我们培养数字思维，来适应这个数字时代。
   。收起