新疆GPS

英國規(guī)劃師Dominic Wilcox規(guī)劃出了一款“黑科技”產(chǎn)品——GPS定位鞋，它的規(guī)劃創(chuàng)意來自童話故事《綠野仙蹤》里女主角桃樂絲的鞋子。這款GPS定位鞋內(nèi)置GPS裝置，運用者只需要在鞋內(nèi)的GPS設(shè)備中編入想要抵達的意圖地，這雙“GPS鞋”就會帶領(lǐng)你直達意圖地。

新疆GPS
【GPS定位鞋】

你也許會覺得GPS定位鞋很奇特，其實不然，它與車載、船載GPS導(dǎo)航儀、GPS測繪設(shè)備、內(nèi)置GPS功能的手機等移動設(shè)備相同，都歸于GPS體系組成中的用戶設(shè)備部分。當你了解GPS體系構(gòu)成之后，你就會理解其中的運作原理。

專業(yè)解讀：GPS體系的構(gòu)成

GPS體系=空間部分+操控部分+用戶部分

【GPS體系組成示意圖】

1、空間部分

組成：24顆作業(yè)衛(wèi)星

GPS的空間部分是由24 顆（21顆作業(yè)衛(wèi)星+3顆備用衛(wèi)星）作業(yè)衛(wèi)星組成，它位于距地表20 200km的上空，均勻分布在6 個軌跡面上(每個軌跡面4 顆) ，運轉(zhuǎn)周期為12個小時，保證地球上任一時間、高度角15度以上的任一地點都可以觀測到4顆以上的衛(wèi)星，并能堅持杰出定位解算精度的幾何圖象，這就供給了在時間上接連的全球?qū)Ш侥芰Α?/span>

效果：供給重要參數(shù)

導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1載波上，其信號頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌跡參數(shù)、衛(wèi)星時鐘改正數(shù)和其它一些體系參數(shù)。用戶一般需要運用此導(dǎo)航信息來核算某一時間GPS衛(wèi)星在地球軌跡上的方位，導(dǎo)航信息也被稱為廣播星歷。

【GPS空間部分組成衛(wèi)星】

2、操控部分

組成：1個主控站+5 個全球監(jiān)測站+3 個地上操控站

主控站從各監(jiān)測站搜集盯梢數(shù)據(jù),核算出衛(wèi)星的軌跡和時鐘參數(shù),然后將成果送到3 個地上操控站。

監(jiān)測站均配裝有精細的銫鐘和可以接連測量到一切可見衛(wèi)星的接受機。監(jiān)測站將獲得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，包含電離層和氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過開始處理后，傳送到主控站。

地上操控站在每顆衛(wèi)星運轉(zhuǎn)至上空時，把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS 衛(wèi)星每天一次，并在衛(wèi)星脫離注入站效果規(guī)模之前進行最后的注入。假如某地上站發(fā)生毛病，那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時間，但導(dǎo)航精度會逐步降低。

效果：監(jiān)測和操控衛(wèi)星運轉(zhuǎn)

GPS地上操控部分的主要效果是監(jiān)測和操控衛(wèi)星運轉(zhuǎn)，編算衛(wèi)星星歷(導(dǎo)航電文)，堅持體系時間。

對于導(dǎo)航定位來說，GPS衛(wèi)星是一動態(tài)已知點。星的方位是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷(描述衛(wèi)星運動及其軌跡的參數(shù))算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地上監(jiān)控體系供給的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常作業(yè)，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌跡運轉(zhuǎn)，都要由地上設(shè)備進行監(jiān)測和操控。

地上監(jiān)控體系的另一個重要效果是堅持各顆衛(wèi)星處于同一時間標準(GPS時間體系)。這就需要地上站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時間，求出鐘差。然后由地上注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。

【GPS全球監(jiān)控站示意圖】

3、用戶部分

組成：GPS 用戶設(shè)備

GPS用戶部分主要由接納機硬件、GPS芯片、機內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包等一起構(gòu)成GPS 用戶設(shè)備，包含車載、船載GPS導(dǎo)航儀、GPS測繪設(shè)備、內(nèi)置GPS功能的手機等移動設(shè)備，都歸于GPS用戶設(shè)備，也被稱為GPS 接納機。

GPS接納機的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接納單元兩部分。接納機一般選用機內(nèi)和機外兩種直流電源，設(shè)置機內(nèi)電源的意圖在于更換外電源時不中斷接連觀測。在用機外電源時，機內(nèi)電池主動充電。關(guān)機后，機內(nèi)電池為RAM存儲器供電，以避免數(shù)據(jù)丟失。現(xiàn)在各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測運用。

效果：盯梢和接納衛(wèi)星信號

用戶設(shè)備部分即GPS 信號接納機，其主要功能是可以捕獲到按一定衛(wèi)星截止高度角所挑選的待測衛(wèi)星，并盯梢這些衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)。當接納機捕獲到盯梢的衛(wèi)星信號后，即可測量出接納天線至衛(wèi)星的偽間隔和間隔的變化率，解調(diào)出衛(wèi)星軌跡參數(shù)等數(shù)據(jù)。依據(jù)這些數(shù)據(jù)，接納機中的微處理核算機就可按定位解算辦法進行定位核算，核算出用戶所在地理方位的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息，是GPS體系的顧客。

【GPS車載導(dǎo)航儀】

簡言之，我們?nèi)粘Ｈ兆又谐Ｒ姷氖謾C、車載、船載、機載等GPS導(dǎo)航設(shè)備，以及近年來鼓起的GPS定位鞋、定位書包、定位拐杖等，都是GPS體系組成中的用戶設(shè)備部分。只需具有用戶具有必要的硬、軟件（接納機硬件、GPS芯片、機內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包等），就能完成相關(guān)的定位功能。清楚了以上關(guān)于GPS體系的組成及運作原理，可以讓我們更好地運用這些設(shè)備，為作業(yè)和日子供給更多便當。

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