原稿 平民化的GPS应用.PDFVIP

走下神坛的GPS电脑报，第51期(总第51期)第一版，p.1-2，2001.12.24 原稿: 平民化的GPS应用 摘要 本文探索如何加快我国GPS应用产业的发展，使GPS应用产品走向平民化。价格因素无疑是 制约产品发展的基本因素，在产品元件依赖于国际竞争机制的前提下，提高性能价格比才是GPS 应用产业降低产品成本的唯一出路。不同于一般厂家的考虑，笔者提出，制约中国GPS应用系统 迅速增长的障碍不是硬件而是软件。只有大力发展中国交通矢量地图GIS软件产品，才能使目前 的GPS应用系统成为实用高效，从而迅速形成中国GPS应用产品的规模化生产与市场，达到降低 产品成本，优质服务的目的，实现平民化的GPS应用。机遇与挑战同在，中国交通矢量地图GIS 软件将是GPS应用产业唯一的最高风险最高回报的双刃箭。 一、GPS卫星定位系统 GPS全球卫星定位系统（全称为：导航卫星授时和测据全球卫星定位系统，英文缩写NAVSTAR, 简称GPS）是美国于1973年11月开始研制的第二代星基被动式无线电导航系统，是美国继阿波罗 登月飞船和航天飞机之后的第三大航天工程。从1973年至1994年的20年间，美国国防部 （DoD ） 耗巨资120亿美元（有资料记载为300亿美元）发射几十颗卫星才建立起来的一个高精度、全天 候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。GPS技术已发展成为多领域（如陆地、 海洋、航空航天）、多模式 （GPS、DGPS、RGPS 、LADGPS 、WADGPS、WWDGPS）、多用途 （如在途导航、精密定位、精确定时、卫星定轨、资源调查、海洋开发、交通管制等）、多机型 （如测地型、定时型、全站型、手持型、车载式、星载式、船载式、弹载式）的高新技术的国 际性产业。 该系统由导航卫星、地面监控站组、用户设备三部分组成，能够在全球范围内提供高精度 的三维位置、三维速度与系统时间的信息。导航卫星包括载有高精度时钟的21颗卫星和3颗备用 卫星组成。它们分布在6个等间距的轨道上，轨道面相对赤道面倾角为55度，卫星轨道为圆形， 平均高度20200km，运行周期11小时58分，每颗卫星对地球可见面积为地表面积的37.92%，且发 射信号达到地表较平均。这种配置使全球任一地区在任何时刻都至少可以同时收到4颗 （最多可 达11颗卫星）的导航信息，实现全球范围的三维高精度定位。 GPS 导航卫星星座部分、地面监控站组与用户设备关系示意图 空间系统 （卫星星座） 2200～2300MHz L1=1575.42MHz 美国加州 L2=1227.6MHz 监控站 1750～1850MHz 用户定位 注入站 设 备 主控站 夏威夷 监控站 2200～2300MHz 关岛 监控站 阿拉斯加 监控站 2.1 GPS 系统组成 GPS系统星座由24颗卫星组成，其中包括三颗备用卫星。工作卫星分布在6个轨道面内，每 个轨道面内分布有4 颗卫星。卫星轨道面相对地球赤道面的倾角为55°，轨道平均高度为 20,183Km ，卫星运行周期为11小时58分。同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而异， 最少为4颗，最多为11颗。GPS卫星的空间配置，保证了在地球上任何地方、任何时刻均至少可 以同时观测到4颗卫星。空间部分的三颗备用卫星，将在必要时根据指令代替发生故障的卫星， 从而保证GPS空间部分正常而高效地工作。每颗卫星装有2 台铷钟和2 台铯钟（一台工作三台备 用），为GPS卫星提供高精度的时间标准。GPS卫星的基本功能有：