GPS定位系統(tǒng)的技術特點

     GPS定位系統(tǒng)的技術特點
（1）定軌精度：目前的GPS衛(wèi)星的跟蹤技術條件，以及地球重力場模型的球階函數(shù)的引力攝動修正等等精確定軌的推算技術手段，都比70年代優(yōu)勝高明得多，因此衛(wèi)星定軌精度也比過去高得多。

廣播星歷：是由美國本土以及海外軍事基地上的5個衛(wèi)星監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)解算的。因測站數(shù)量少，故衛(wèi)星定軌精度不高。廣播星歷所預報的衛(wèi)星位置的切向誤差±5m；徑向誤差±3m；法向誤差±3m。

精密星歷：是由美國國防制圖局根據(jù)全球20多個衛(wèi)星跟蹤站的觀測資料解算的，因測站數(shù)量多且分布范圍廣故衛(wèi)星定軌精度較廣播星歷高一個數(shù)量級。值得指出的是，由國際GPS地球動力學服務組織（IGS）所測算預報精密星歷比美國軍方測定的精密星歷的精度要高得多，衛(wèi)星位置精度可達±3厘米。

（2）衛(wèi)星性能：GPS衛(wèi)星定位直徑1.5米；重量為843.68公斤（包括310公斤燃料）；GPS衛(wèi)星通過12根螺旋陣列天線發(fā)射張角約為30度的電磁波束垂直指向地面。GPS衛(wèi)星采用陀螺儀與姿態(tài)發(fā)動機構成的三軸穩(wěn)定系統(tǒng)實現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定，從而使天線始終指向地面。衛(wèi)星還裝有8塊太陽能電池翼板（7.2 m2），三組15A的鎳鎘蓄電池為衛(wèi)星提供所需的電能。

（3）衛(wèi)星信號：衛(wèi)星配有4臺頻率相當穩(wěn)定（量時精度為10-13秒）的原子鐘（2臺銫鐘，2臺銣鐘），由此產(chǎn)生一個頻率為: 10.23MHz的基準鐘頻信號。該信號經(jīng)過倍頻器降低10倍的頻率后，成為頻率為1.023MHz測距粗碼（C/A碼）的信號頻率；基準鐘頻信號的頻率10.23MHz，直接成為測距精碼（P碼）的信號頻率；基準鐘頻信號經(jīng)過倍頻器降低204600倍的頻率后，成為頻率為50MHz數(shù)據(jù)碼（衛(wèi)星星歷、導航電文的編碼）的信號頻率；基準鐘頻信號再經(jīng)過倍頻器倍頻150倍和120倍頻后，分別形成頻率為1575.42MHz（L1）與1227.60MHz（L2）載波信號。測距用的碼頻信號控制著移位寄存器的觸發(fā)端，從而產(chǎn)生與之頻率一致的偽隨機碼（測距碼），測距碼與數(shù)據(jù)碼模二相加后再調(diào)制到L1 L2載波信號上通過衛(wèi)星天線陣列發(fā)送出去。值得指出的是：無論是測距碼的波長還是載波信號的波長，都是測量GPS衛(wèi)星到觀測點距離的物理媒體，它們的頻率越高波長越短所測量的距離精度就越高，定位精度也就越高。另外C/A碼除了用于測距外，它還用于識別鎖定衛(wèi)星和解調(diào)導航電文以及捕獲P碼。

（4）定位精度：利用偽隨距碼（測距碼）的信號單機測量，理論上按照目前測距碼的對齊精度約為碼波長的1/100計算，測距粗碼 （C/A碼）的測距精度約為±3m； 而測距精碼（P碼）的測距精度約為±0.3m 。為了消除公共誤差提高定位精度，可利用2臺以上的載波相位GPS定位儀實行聯(lián)測定位，對于載波信號單頻機的相對定位精度可達:±（5mm+2ppm×D）其中D為兩臺儀器的相對距離；對于載波信號雙頻機，它能有效的消除電離層延時誤差，其相對定位精度可達:±(1mm+1ppm×D)；全球定位技術不但精度高，而且定位速度快，可以滿足飛機、導彈、火箭、衛(wèi)星等高速運動載體的導航定位的需要。