GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：空間部分———GPS星座;地面控制部分———地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分———GPS 信號(hào)接收機(jī)。

GPS定位

　　GPS定位技術(shù)具有高精度、高效率和低成本的優(yōu)點(diǎn)，使其在各類大地測(cè)量控制網(wǎng)的加強(qiáng)改造和建立以及在公路工程測(cè)量和大型構(gòu)造物的變形測(cè)量中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

　　GPS導(dǎo)航儀　簡(jiǎn)單地說，GPS導(dǎo)航儀就是能夠幫助用戶準(zhǔn)確定位當(dāng)前位置，并且根據(jù)既定的目的地計(jì)算行程，通過地圖顯示和語音提示兩種方式引導(dǎo)用戶行至目的地的汽車駕駛輔助設(shè)備。

　　1、空間

　　GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個(gè)軌道面上 ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。

　　這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑPS 衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼, 一組稱為C/A 碼;一組稱為P 碼,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,并設(shè)有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務(wù)。C/A 碼人為采取措施而刻意降低精度后,主要開放給民間使用。

　　2、用戶設(shè)備

　　用戶設(shè)備部分即GPS 信號(hào)接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)后，即可測(cè)量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。

　　根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理計(jì)算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算，計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)間等信息。接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。

　　GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。在用機(jī)外電源時(shí)機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。

　　關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲(chǔ)器供電，以防止數(shù)據(jù)丟失。現(xiàn)今各種類型的接受機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測(cè)使用。

　　3、地面控制

　　地面控制部分由一個(gè)主控站,5 個(gè)全球監(jiān)測(cè)站和3 個(gè)地面控制站組成。監(jiān)測(cè)站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測(cè)量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。

　　監(jiān)測(cè)站將取得的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過初步處理后,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測(cè)站收集跟蹤數(shù)據(jù),計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù),然后將結(jié)果送到3 個(gè)地面控制站。

　　地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí),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(duì)每顆GPS 衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。

　　如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時(shí)間,但導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。

　　4、預(yù)警器

　　GPS預(yù)警器是通過GPS衛(wèi)星在GPS預(yù)警器中設(shè)定坐標(biāo)來完成的，比如遇到一個(gè)電子眼，然后通過相關(guān)設(shè)備在電子眼的正下方設(shè)立一個(gè)坐標(biāo)，這樣，使得裝上這個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)的預(yù)警器到達(dá)這個(gè)點(diǎn)時(shí)，在達(dá)到坐標(biāo)點(diǎn)的前300米左右就會(huì)開始預(yù)警，告訴車主前面有電子眼測(cè)速，不能超速駕駛，這樣就起到一個(gè)預(yù)警作用。這樣的準(zhǔn)確率跟數(shù)據(jù)點(diǎn)的多少是有關(guān)系的，主要就是利用衛(wèi)星的定位來實(shí)現(xiàn)了。