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GPS的前身是美國軍方研制的一種子午儀wxdw系統(Transit),1958年研制,1964年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作,每天最多繞過地球13次,并且無法給出高度信息,在定位精度方面也不盡如人意。然而,子午儀系統使得研發部門對wxdw取得了初步的經驗,并驗證了由wxjtjhdw的可行性,為GPS的研制埋下了鋪墊。由于wxdw顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。
http://.的gps組成:
一、空間部分
GPS的空間部分是由24顆衛星組成(21顆工作衛星;3顆備用衛星),它位于距地表20200km的上空,運行周期為12h。衛星均勻分布在6個軌道面上(每個軌道面4顆),軌道傾角為55°。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,并能在衛星中預存導航信息,GPS的衛星因為大氣摩擦等問題,隨著時間的推移,導航精度會逐漸降低。
二、地面控制系統
地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado. Springfield)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,并計算衛星星歷、相對距離,大氣校正等數據。
三、用戶設備部分
用戶設備部分即GPS信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,并跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號后,就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬件和機內軟件以及GPS 數據的后處理軟件包構成完整的GPS 用戶設備。GPS接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般采用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在于更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機后機內電池為RAM存儲器供電,以防止數據丟失。各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便于野外觀測使用。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由于價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。
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