GPS定位系統的技術特點(dian)

（1）定(ding)(ding)(ding)(ding)軌(gui)精(jing)(jing)度(du)：目前(qian)的(de)(de)(de)GPS衛(wei)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)跟(gen)蹤(zong)技術條件(jian)，以及(ji)地球(qiu)重(zhong)力場模型的(de)(de)(de)球(qiu)階函(han)數的(de)(de)(de)引力攝動(dong)修正等(deng)(deng)等(deng)(deng)精(jing)(jing)確定(ding)(ding)(ding)(ding)軌(gui)的(de)(de)(de)推(tui)算技術手段，都(dou)比(bi)70年(nian)代(dai)優(you)勝(sheng)高(gao)明得(de)多，因此衛(wei)星(xing)(xing)定(ding)(ding)(ding)(ding)軌(gui)精(jing)(jing)度(du)也(ye)比(bi)過去高(gao)得(de)多。廣(guang)(guang)播星(xing)(xing)歷(li)：是由美(mei)國本土以及(ji)海(hai)外軍(jun)事基地上的(de)(de)(de)5個(ge)衛(wei)星(xing)(xing)監測(ce)(ce)(ce)站(zhan)的(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)數據解算的(de)(de)(de)。因測(ce)(ce)(ce)站(zhan)數量少，故衛(wei)星(xing)(xing)定(ding)(ding)(ding)(ding)軌(gui)精(jing)(jing)度(du)不高(gao)。廣(guang)(guang)播星(xing)(xing)歷(li)所預報的(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)切向(xiang)(xiang)誤(wu)差(cha)±5m；徑向(xiang)(xiang)誤(wu)差(cha)±3m；法向(xiang)(xiang)誤(wu)差(cha)±3m。精(jing)(jing)密星(xing)(xing)歷(li)：是由美(mei)國國防制(zhi)圖局根據全球(qiu)20多個(ge)衛(wei)星(xing)(xing)跟(gen)蹤(zong)站(zhan)的(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)資料解算的(de)(de)(de)，因測(ce)(ce)(ce)站(zhan)數量多且分布范圍廣(guang)(guang)故衛(wei)星(xing)(xing)定(ding)(ding)(ding)(ding)軌(gui)精(jing)(jing)度(du)較廣(guang)(guang)播星(xing)(xing)歷(li)高(gao)一個(ge)數量級。值得(de)指(zhi)出(chu)的(de)(de)(de)是，由國際GPS地球(qiu)動(dong)力學服務組(zu)織（IGS）所測(ce)(ce)(ce)算預報精(jing)(jing)密星(xing)(xing)歷(li)比(bi)美(mei)國軍(jun)方測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)密星(xing)(xing)歷(li)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)要高(gao)得(de)多，衛(wei)星(xing)(xing)位(wei)置(zhi)精(jing)(jing)度(du)可達±3厘米(mi)。

（2）衛(wei)星性(xing)能(neng)： GPS衛(wei)星定(ding)位直徑1.5米；重量為(wei)843.68公斤（包(bao)括310公斤燃料(liao)）；GPS衛(wei)星通過12根螺旋陣列天線發(fa)射張角約為(wei)30度(du)的(de)電磁波束垂直指向(xiang)地面(mian)(mian)。GPS衛(wei)星采用陀螺儀與姿(zi)態(tai)發(fa)動機構(gou)成的(de)三軸穩定(ding)系(xi)統實現姿(zi)態(tai)穩定(ding)，從而使(shi)天線始終指向(xiang)地面(mian)(mian)。衛(wei)星還(huan)裝有8塊太陽能(neng)電池翼板（7.2 m2），三組15A的(de)鎳(nie)鎘蓄電池為(wei)衛(wei)星提供所需的(de)電能(neng)。

（3）衛星信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)：衛星配有4臺頻(pin)(pin)率(lv)(lv)相(xiang)(xiang)當穩定（量時精(jing)度為(wei)10-13秒(miao)）的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)鐘(zhong)(zhong)（2臺銫(se)鐘(zhong)(zhong)，2臺銣鐘(zhong)(zhong)），由此產生一個頻(pin)(pin)率(lv)(lv)為(wei): 10.23MHz的(de)(de)(de)基(ji)準(zhun)鐘(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)。該信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)經(jing)過倍(bei)頻(pin)(pin)器降(jiang)(jiang)低10倍(bei)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)后(hou)，成(cheng)(cheng)為(wei)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)為(wei)1.023MHz測(ce)(ce)距(ju)(ju)(ju)粗碼(ma)(ma)(ma)（C/A碼(ma)(ma)(ma)）的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)；基(ji)準(zhun)鐘(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)10.23MHz，直接成(cheng)(cheng)為(wei)測(ce)(ce)距(ju)(ju)(ju)精(jing)碼(ma)(ma)(ma)（P碼(ma)(ma)(ma)）的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)；基(ji)準(zhun)鐘(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)經(jing)過倍(bei)頻(pin)(pin)器降(jiang)(jiang)低204600倍(bei)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)后(hou)，成(cheng)(cheng)為(wei)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)為(wei)50MHz數(shu)據碼(ma)(ma)(ma)（衛星星歷、導航電文的(de)(de)(de)編碼(ma)(ma)(ma)）的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)；基(ji)準(zhun)鐘(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)再經(jing)過倍(bei)頻(pin)(pin)器倍(bei)頻(pin)(pin)150倍(bei)和120倍(bei)頻(pin)(pin)后(hou)，分別形(xing)成(cheng)(cheng)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)為(wei)1575.42MHz（L1）與1227.60MHz（L2）載波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)。測(ce)(ce)距(ju)(ju)(ju)用的(de)(de)(de)碼(ma)(ma)(ma)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)控制(zhi)著移(yi)位(wei)寄存器的(de)(de)(de)觸發端(duan)，從而產生與之頻(pin)(pin)率(lv)(lv)一致(zhi)的(de)(de)(de)偽(wei)隨機(ji)碼(ma)(ma)(ma)（測(ce)(ce)距(ju)(ju)(ju)碼(ma)(ma)(ma)），測(ce)(ce)距(ju)(ju)(ju)碼(ma)(ma)(ma)與數(shu)據碼(ma)(ma)(ma)模二相(xiang)(xiang)加后(hou)再調(diao)制(zhi)到L1 L2載波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)上通(tong)過衛星天線陣列發送出(chu)去。值得(de)指出(chu)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)：無論是(shi)(shi)測(ce)(ce)距(ju)(ju)(ju)碼(ma)(ma)(ma)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)長還(huan)(huan)是(shi)(shi)載波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)長，都是(shi)(shi)測(ce)(ce)量GPS衛星到觀(guan)測(ce)(ce)點(dian)距(ju)(ju)(ju)離(li)的(de)(de)(de)物理媒體(ti)，它(ta)們的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)越(yue)高(gao)(gao)波(bo)(bo)(bo)長越(yue)短所測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)距(ju)(ju)(ju)離(li)精(jing)度就越(yue)高(gao)(gao)，定位(wei)精(jing)度也就越(yue)高(gao)(gao)。另外C/A碼(ma)(ma)(ma)除(chu)了用于測(ce)(ce)距(ju)(ju)(ju)外，它(ta)還(huan)(huan)用于識別鎖定衛星和解調(diao)導航電文以及(ji)捕獲P碼(ma)(ma)(ma)。

（4）定位(wei)(wei)(wei)(wei)精(jing)度(du)：利用偽(wei)隨(sui)距(ju)碼(ma)(ma)（測(ce)(ce)距(ju)碼(ma)(ma)）的信(xin)號(hao)單機測(ce)(ce)量，理論上按照目前測(ce)(ce)距(ju)碼(ma)(ma)的對齊精(jing)度(du)約為碼(ma)(ma)波(bo)長的1/100計算，測(ce)(ce)距(ju)粗碼(ma)(ma)（C/A碼(ma)(ma)）的測(ce)(ce)距(ju)精(jing)度(du)約為±3m；而測(ce)(ce)距(ju)精(jing)碼(ma)(ma)（P碼(ma)(ma)）的測(ce)(ce)距(ju)精(jing)度(du)約為±0.3m。為了消(xiao)除公共誤(wu)差(cha)提(ti)高(gao)(gao)定位(wei)(wei)(wei)(wei)精(jing)度(du)，可(ke)利用2臺(tai)以(yi)上的載(zai)波(bo)相位(wei)(wei)(wei)(wei)GPS定位(wei)(wei)(wei)(wei)儀實行聯測(ce)(ce)定位(wei)(wei)(wei)(wei)，對于(yu)(yu)載(zai)波(bo)信(xin)號(hao)單頻(pin)機的相對定位(wei)(wei)(wei)(wei)精(jing)度(du)可(ke)達:±（5mm+2ppm×D）其中D為兩(liang)臺(tai)儀器的相對距(ju)離；對于(yu)(yu)載(zai)波(bo)信(xin)號(hao)雙頻(pin)機，它(ta)能有效(xiao)的消(xiao)除電離層延時誤(wu)差(cha)，其相對定位(wei)(wei)(wei)(wei)精(jing)度(du)可(ke)達:±(1mm+1ppm×D)；全球定位(wei)(wei)(wei)(wei)技術不但(dan)精(jing)度(du)高(gao)(gao)，而且(qie)定位(wei)(wei)(wei)(wei)速(su)度(du)快，可(ke)以(yi)滿足飛機、導彈、火箭、衛(wei)星等高(gao)(gao)速(su)運動(dong)載(zai)體(ti)的導航(hang)定位(wei)(wei)(wei)(wei)的需要。