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GPS已經(jīng)經(jīng)歷了代和第二代,現(xiàn)在已升級(jí)到第三代,以保持其在導(dǎo)航定位系統(tǒng)的霸主地位,從目前來(lái)看,GPS是范圍內(nèi)精度高、覆蓋范圍的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS的前身是1958年美國(guó)軍方研制的一種子午儀( Transit)定位系統(tǒng),1964年正式投入使用,該系統(tǒng)用5-6顆組成的星網(wǎng)工作,每天多繞過(guò)地球13圈,并且無(wú)法給出高度信息,在定位精度方面也不盡如人意。這樣,粗碼精度可達(dá)100m,精碼精度為10m。由于預(yù)算的壓縮,GPS計(jì)劃不得不減少發(fā)射數(shù)量,改為將18顆分布在互成600的6個(gè)軌道上,然而這一方案保障不了的可靠性。
偽距法單點(diǎn)定位,就是利用GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻測(cè)定與4顆以上GPS的偽距,及從導(dǎo)航電文中獲得的瞬時(shí)坐標(biāo),采用距離交會(huì)法求出天線在WGS-84坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。但單程測(cè)距要求與用戶接收機(jī)的時(shí)鐘同步。如果兩個(gè)時(shí)鐘不同步,那么在所測(cè)量的傳播時(shí)間中,除了因至用戶接收機(jī)之間距離所引起的傳播延遲之外,還包含了兩個(gè)時(shí)鐘的鐘差。要達(dá)到與用戶時(shí)鐘同步,在實(shí)際工作中很難做到,但可通過(guò)適當(dāng)方法解決。地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是:跟蹤GPS,對(duì)其進(jìn)行距離測(cè)量,確定的運(yùn)行軌道及鐘改正數(shù),進(jìn)行預(yù)報(bào)后,再按規(guī)定格式編制成導(dǎo)航電文,并通過(guò)注入站送往。
GPS已經(jīng)經(jīng)歷了代和第二代,現(xiàn)在已升級(jí)到第三代,以保持其在導(dǎo)航定位系統(tǒng)的霸主地位,從目前來(lái)看,GPS是范圍內(nèi)精度高、覆蓋范圍的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。載波相位測(cè)量是測(cè)定GPS載波信號(hào)到接收機(jī)天線之間的相位延遲。GPS載波上調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文,接收機(jī)接收到信號(hào)后,先將載波上的測(cè)距碼和電文去掉,重新獲得載波,稱為重建載波。經(jīng)過(guò)20余年的研究實(shí)驗(yàn),耗資300億美元,到1994年,覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS星座已布設(shè)完成。
偽距測(cè)量就是測(cè)定到接收機(jī)的距離,即由發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得的距離。對(duì)用戶來(lái)說(shuō),這不僅大大增加了儀器的復(fù)雜程度,而且從隱蔽性來(lái)看也是十分不利的,因?yàn)榘l(fā)射信號(hào)易造成暴露。單程測(cè)距(即被動(dòng)測(cè)距)則在很大程度上避免了上述的缺點(diǎn)。GPS定位系統(tǒng)采用多星高軌測(cè)距體制,以距離作為基本觀測(cè)量,通過(guò)對(duì)4顆同時(shí)進(jìn)行偽距測(cè)量,即可推算出接收機(jī)的位置。由于測(cè)距可在極短的時(shí)間內(nèi)完成,即定位是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的,故可用于動(dòng)態(tài)用戶。