北師大地理信息系統(tǒng)課件14 GPS原理及應(yīng)用

12007-06第十四章

GPS原理與應(yīng)用22007-06GPS原理一、GPS的定義及歷史1．定義

全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositioningSystem）,是一種可以授時和測距的空間交會定點的導(dǎo)航系統(tǒng),可向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置，三維速度和時間信息。

2．GPS的產(chǎn)生與發(fā)展——由TRANSIT到GPS1957年10月第一顆人造地球衛(wèi)星上天，天基電子導(dǎo)航應(yīng)運而生利用多普勒頻移原理1964年建成子午衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(TRANSIT)。美國從1973年開始籌建全球定位系統(tǒng)，1994年投入使用。

經(jīng)歷20年，耗資300億美元，是繼阿波羅登月計劃和航天飛機計劃之后的第三項龐大空間計劃。

目前的全球覆蓋率為98%32007-06GPS原理

“導(dǎo)航、授時和測距全球定位系統(tǒng)”（GPS）由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個軌道平面上繞地球運轉(zhuǎn)，接受并傳遞信息。如果要確定一個人（或船只、車輛、飛機等）所處的位置，使用的衛(wèi)星不能少于

A、一顆B、兩顆

C、三顆D、六顆

根據(jù)三顆衛(wèi)星提供的資料，運用數(shù)學(xué)原理就可以計算出地面靜止物體的位置。如右圖所示，有四顆衛(wèi)星提供資料，除可進一步提高定位的精準度外，還可迅速計算出（）物體的空間位置。

C運動42007-06GPS原理GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置(X,Y,Z)。考慮到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經(jīng)緯度和高程。

3．GPS定位原理52007-06GPS原理衛(wèi)星發(fā)射信號的時間為t1，接收機收到信號的時間為t2,則Δt=t2-t1ρ=cΔt其中ρ為星站距離，由接收機測得。因衛(wèi)星鐘很精確，而接收機時鐘有誤差δt，故ρ=cΔt+cδt

在地面任一點最少可觀測4顆衛(wèi)星，得4個距離，解4個未知數(shù)x,y,z,δt。觀測四顆衛(wèi)星，列出四個方程式如下：3．GPS定位原理62007-06GPS原理1973年，美國國防部（DOD）開始建立新一代全球定位系統(tǒng)GPS，目的是用于美國軍隊的定位、導(dǎo)航、武器制導(dǎo)等。該系統(tǒng)分三個階段進行：論證方案階段：1973年12月-1978年2月22日，1973年12月組成聯(lián)合辦公室。工程研制階段：1978-1989年2月14日。1978年2月22日第一顆GPS試驗衛(wèi)星發(fā)射成功。生產(chǎn)作業(yè)階段：1990-1999，1993年滿24顆，1995年達預(yù)定工作能力1989年2月14日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功。1994年6月完成第二代衛(wèi)星發(fā)射。1996年開始發(fā)射第三代（BlockIIR)衛(wèi)星。2000年5月2日-2030為改進更新階段4．GPS的特點與問題TRANSIT系統(tǒng)問題：

1.衛(wèi)星少，不能實時定位。

2.軌道低，難以精密定軌。

3.頻率低，難以補償電離層效應(yīng)的影響72007-06GPS原理4．GPS的特點與問題美國對利用GPS的限制政策——GPS的加密措施

美國實行所謂“選擇可用性”—SA政策(SelectiveAvailability)一、精密定位服務(wù)與標準定位服務(wù)

1）精密定位服務(wù)（5-10m）：PPS—P碼(精碼)美國軍方使用，包括：

L1：C/A碼，P碼；L2：P碼；消除SA的密匙，導(dǎo)航電文。

2）標準定位服務(wù)（100m）：SPS—C/A碼(粗碼)

出于經(jīng)濟考慮，83年提供民用。L1：C/A，導(dǎo)航電文。二、A-S措施P碼保密，只有美國軍方可用，后來被解密。美國引入W碼，并將P碼與W碼進行模二相加得Y碼，難以破解。82007-06GPS原理4．GPS的特點與問題三、SA政策84年民用結(jié)果，精度遠高于100m，美國為保證自身安全，1990年3月25日起對民用信號進行干擾，包括：

ε技術(shù)：干擾衛(wèi)星星歷；

δ技術(shù)：干擾定位信號。因美國國內(nèi)的就業(yè)壓力及國際競爭，1996年3月29日，克林頓宣布10年內(nèi)終止SA，2000年5月2日終止，但可隨時在區(qū)域內(nèi)恢復(fù)。四、政策調(diào)整與技術(shù)更新

1、美國對GPS的政策調(diào)整與技術(shù)改進

1）政策調(diào)整（1）1983年提供民用；（2）1990年實施SA政策；（3）2000年5月取消SA；（4）1999年決定既保證軍用安全，又提高民用精度。92007-06GPS原理4．GPS的特點與問題2）技術(shù)改進GPS現(xiàn)代化內(nèi)容改進時間發(fā)射BlockⅡR-M衛(wèi)星L1加M碼，L2加C/A、M2005，5顆發(fā)射BlockⅡF衛(wèi)星L1加M，L2加C/A、M，L52006~2012GPSⅢ增強L1加M，L2加C/A、M，L5，其它未來能力2012~2030星數(shù)：30+22004五、GPS應(yīng)用的最新發(fā)展1）精密單點定位；2）GPS測高程；因精確的大地水準面模型已建立，目前GPS可代替三等水準。3）室內(nèi)GPS接收機。發(fā)展趨勢：高精度，快速，小型，自動，抗遮擋，抗電磁干擾。102007-06GPS原理4．GPS的特點與問題(一)GPS相對于其它導(dǎo)航系統(tǒng)的特點全球地面連續(xù)覆蓋。功能多，精度高。實時定位速度快。抗干擾性能好，保密性強。(二)GPS應(yīng)用于定位方面的特點觀測站之間無需通視。定位精度高。觀測時間短。提供三維坐標。操作簡便。全天候作業(yè)。（三）問題軍民兩用。無安全承諾。三維精度不一致。112007-06GPS原理

(1)美國政府曾向全世界宣稱：任何國家都可以免費使用美國的GPS來進行定位工作.美國在給其他國家使用時，在技術(shù)上打了很大的折扣，美國自己運用的是精碼，定位精度在10米以內(nèi)，甚至達到3-5米，別的國家想用，定位精度大約僅有100米的精度，為什么美國自己定位要非常精確，就是為了在軍事上的應(yīng)用，進行精確制導(dǎo)打擊。比如說，我們1999年南聯(lián)盟使館被炸，那5枚精確制導(dǎo)炸彈，全部是GPS精確制導(dǎo)的炸彈，那5枚導(dǎo)彈均勻地分布在我們的大使館樓頂?shù)纳让嫔希@是GPS在軍事上運用獲得的效能。(2)以近年發(fā)生的危機和戰(zhàn)爭為例，每每到了這種時刻，美國方面操縱GPS的機構(gòu)便做出決定，為了保證和加強GPS的軍事用途，暫時關(guān)閉它的民用性能，比如關(guān)閉高速公路和電話手機對GPS信號的接收。

一個作戰(zhàn)軍人或作戰(zhàn)小組靠GPS在劃定方位,但是美國軍方可以隨時篡改、偽造和關(guān)閉信號?？扑魑謶?zhàn)爭中，美國人就關(guān)閉了信號，造成整個巴爾干地區(qū)都無法收到信號。因為他們擔(dān)心塞爾維亞的防空系統(tǒng)利用該信號操控導(dǎo)彈，毗鄰的奧地利就受到波及。

122007-065．GPS主要的誤差來源與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲對流層延遲多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機天線相位中心的偏移和變化接收機鐘差接收機內(nèi)部噪聲132007-06GPS原理5．GPS主要的誤差來源1、衛(wèi)星星歷誤差

1）來源：地面監(jiān)測站觀測數(shù)據(jù)誤差及星歷數(shù)據(jù)計算方法不合理帶來的誤差。

2）大?。盒l(wèi)星位置偏差達數(shù)米至數(shù)十米。

3）性質(zhì)：當?shù)孛鎯牲c間的距離較近（<20km）時，對兩點定位的影響具有相關(guān)性。4）減弱措施：（1）相對定位；（殘余誤差隨邊長的增大而增大）（2）差分定位；（3）采用后處理星歷；（4）建立自己的地面監(jiān)測站，進行GPS衛(wèi)星的定軌觀測，求精密星歷。2、衛(wèi)星鐘差

1）來源：鐘頻穩(wěn)定性。

2）對星站距離的影響達300km，改正后仍有6m。

3）性質(zhì)：同星歷誤差。

4）減弱措施：主要是相對定位或差分定位；142007-06GPS原理5．GPS主要的誤差來源3、電離層折射

1）不改正使星站距離產(chǎn)生100多米誤差；

2）影響性質(zhì)：（1）碼相位觀測與載波相位觀測的電離層折射大小相等，符號相反；（2）對相對定位的影響因相關(guān)性而大大減弱；

3）影響電離層折射的因素（1）電磁波頻率250MHz電磁波的折射數(shù)為1600MHz電磁波折射數(shù)的約30倍，L1載波與L2載波的折射數(shù)顯著不同。（2）電磁波傳播路徑上的帶電離子密度及帶電粒子數(shù)4）減弱措施：雙頻觀測（P95式6.16至6.20）；模型改正；相對定位（殘余誤差隨邊長的增大而增大）；差分定位；載波相位觀測與碼相位觀測取平均。152007-06GPS原理5．GPS主要的誤差來源4、對流層折射

1）對星站距離的影響達20米。

2）影響對流層折射的因素：溫度、氣壓、濕度、衛(wèi)星高度。

3）措施：（1）模型改正

90年代以前研究測距儀的大氣折射影響，90年代以后直到目前還在研究對流層對GPS定位的影響。（2）作為未知數(shù)求解；（3）相對定位（殘余誤差隨邊長的增大而增大）。162007-06GPS原理5．GPS主要的誤差來源5、多路徑誤差由衛(wèi)星發(fā)射的電磁波經(jīng)多條路徑到達接收機而引起的誤差，其中一條路徑是直接到達接收機，其它路徑是經(jīng)多次反射后到達接收機。措施：

1）靜態(tài)定位；

2）測站點避開反射物（建筑物、光滑地面、水域等）；

3）改善天線。172007-06GPS原理5．GPS主要的誤差來源6、接收機自身誤差接收機鐘差接收機安置誤差，包括對中和整平誤差，觀測前應(yīng)嚴格校正對點器。觀測誤差：接收機對時間的觀測精度有限引起的誤差天線相位中心位置偏差，即接收機天線的相位中心與幾何中心不一致。

性質(zhì)：與信號強弱及到達接收機的方向有關(guān)。措施：改進天線、相對定位時采用同一型號的接收機并使定向標志朝北、觀測前檢驗接收機天線相位中心位置偏差。182007-06GPS原理6．DGPS(差分GPS)差分GPS產(chǎn)生的誘因：絕對定位精度不能滿足要求GPS絕對定位的精度受多種誤差因素的影響，不能完全滿足某些特殊應(yīng)用的要求美國的GPS政策對GPS絕對定位精度的影響（選擇可用性SA）差分GPS（DGPS–DifferentialGPS）利用設(shè)置在坐標已知的點（基準站）上的GPS接收機測定GPS測量定位誤差，用以提高在一定范圍內(nèi)其它GPS接收機（流動站）測量定位精度的方法192007-06GPS原理6．DGPS(差分GPS)差分GPS的基本原理誤差的空間相關(guān)性以上各類誤差中除多路徑效應(yīng)均具有較強的空間相關(guān)性，從而定位結(jié)果也有一定的空間相關(guān)性。差分GPS的基本原理利用基準站（設(shè)在坐標精確已知的點上）測定具有空間相關(guān)性的誤差或其對測量定位結(jié)果的影響，供流動站改正其觀測值或定位結(jié)果。差分改正數(shù)的類型距離改正數(shù)：利用基準站坐標和衛(wèi)星星歷可計算出站星間的計算距離，計算距離減去觀測距離即為距離改正數(shù)。位置（坐標改正數(shù)）改正數(shù)：基準站上的接收機對GPS衛(wèi)星進行觀測，確定出測站的觀測坐標，測站的已知坐標與觀測坐標之差即為位置的改正數(shù)。202007-06GPS原理6．DGPS(差分GPS)差分GPS對測量定位精度的改進212007-06GPS原理6．DGPS(差分GPS)差分GPS的分類根據(jù)時效性實時差分事后差分根據(jù)觀測值類型偽距差分載波相位差分根據(jù)差分改正數(shù)位置差分（坐標差分）距離差分根據(jù)工作原理和差分模型局域差分（LADGPS–LocalAreaDGPS）單基準站差分多基準站差分廣域差分（WADGPS–WideAreaDGPS）位置差分距離差分距離改正坐標改正222007-06GPS原理二、GPS的組成

GPS定位系統(tǒng)由GPS衛(wèi)星空間部分、地面控制部分和用戶GPS接收機三部分組成。

232007-06GPS原理1、空間部分

由21顆工作衛(wèi)星

和3顆備用衛(wèi)星組成。

當前星座：28顆GPS衛(wèi)星圖片242007-06GPS原理保證在每天24小時的任何時刻，在高度角15度以上，能夠同時觀測到4顆以上衛(wèi)星為了減少誤差，一般要求4顆衛(wèi)星，用于定位的4顆衛(wèi)星稱為定位星座。252007-06GPS原理GPS衛(wèi)星星座平面圖262007-06GPS原理GPS衛(wèi)星地面軌跡272007-06GPS原理GPS衛(wèi)星作用：接收、存儲導(dǎo)航電文生成用于導(dǎo)航定位的信號（測距碼、載波）發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號（采用雙相調(diào)制法調(diào)制在載波上的測距碼和導(dǎo)航電文）接受地面指令，進行相應(yīng)操作其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測核暴等。主要設(shè)備太陽能電池板原子鐘（2臺銫鐘、2臺銣鐘）信號生成與發(fā)射裝置282007-06GPS原理BlockIIRBlockIIABlockIIABlockIIRBlockIIFBlockIIR不同類型的GPS衛(wèi)星292007-06GPS原理2、地面控制部分Coloradosprings55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein1個主控站:Coloradosprings(科羅拉多.斯平士)。3個注入站:Ascencion(阿森松群島)、DiegoGarcia(迭哥伽西亞)、kwajalein(卡瓦加蘭)。5個監(jiān)控站：以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。302007-06GPS原理衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作,是否一直沿預(yù)定軌道運行,要由地面設(shè)備監(jiān)控主控站對地面監(jiān)控部實行全面控制。主控站主要任務(wù)是收集各監(jiān)控站對GPS衛(wèi)星的全部觀測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)計算每顆GPS衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星鐘改正值。監(jiān)控站設(shè)有GPS用戶接收機、原子鐘、收集當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器和進行數(shù)據(jù)初步處理的計算機。監(jiān)控站的主要任務(wù)是取得衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站。5個監(jiān)控站均為無人守值的數(shù)據(jù)采集中心。注入站的任務(wù)主要是在每顆衛(wèi)星運行至上空時把這類導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星。312007-06GPS原理類型應(yīng)用特點用于運動載體的導(dǎo)航，分為車載型、航海型、航空型和星載型能夠?qū)崟r給出載體的位置和速度，價格便宜，應(yīng)用廣泛用于精密大地測量定位精度高，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴用于天文臺及無線電通訊利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時間進行授時3、用戶接收機部分導(dǎo)航接收機測地接收機授時接收機322007-06GPS原理圖片：導(dǎo)航型GPS接收機手持型GPS機車載型GPS機332007-06GPS原理應(yīng)用領(lǐng)域性能優(yōu)點功能手持型GPS接受機多為導(dǎo)航使用液晶顯示，導(dǎo)航畫面清晰，配有背景燈，方便夜間操作，功能齊全不需要地面設(shè)備，只要收到衛(wèi)星信號，就能快速定位，不受天氣、行政區(qū)域的限制能夠計算當?shù)氐膰H標準時間，處于運動狀態(tài)還能指出正北方，并將經(jīng)過的地點、路線記錄下來，方便返回時用；計算兩點的距離，實現(xiàn)坐標系之間的相互轉(zhuǎn)換；計算日出、日落時間手持型GPS接收機342007-06GPS原理信息接收信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域通過車載GPS可以在屏幕上及時查看車輛所在的經(jīng)緯度、運行軌跡、速度、行進方向車載電臺把定位信息發(fā)給監(jiān)控中心，在電子地圖上顯示出來，可對車輛進行調(diào)度指揮城市公共汽車調(diào)度管理，旅游區(qū)車輛報警與調(diào)度，海關(guān)、公安、海防等部門對車輛的調(diào)度與監(jiān)控車載GPS的功用使裝有GPS的出租車配備合理，能最大程度的滿足乘客的要求，從而減少了空載率，降低能源消耗，節(jié)省運行成本，并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等功能。352007-06GPS原理

1、衛(wèi)星軌跡：

這里有24顆GPS衛(wèi)星沿六條軌道繞地球運行（每四顆一組），一般不會有超過12個衛(wèi)星在地球的同一邊，大多數(shù)GPS接收器可以追蹤8-12顆衛(wèi)星。計算LAT/LONG（2維）坐標至少需要3顆衛(wèi)星。再加一顆就可以計算3維坐標。對于一個給定的位置，GPS接收器知道在此時哪些衛(wèi)星在附近，因為它不停地接收從衛(wèi)星發(fā)來的更新信號。

2、并行通道：

一些消費類GPS設(shè)備有2-5條并行通道接收衛(wèi)星信號。因為最多可能有12顆衛(wèi)星是可見的（平均值是8），這意味著GPS接收器必須按順序訪問每一顆衛(wèi)星來獲取每顆衛(wèi)星的信息。

市面上的GPS接收器大多數(shù)是12并行通道型的，這允許它們連續(xù)追蹤每一顆衛(wèi)星的信息，12通道接收器的優(yōu)點包括快速冷啟動和初始化衛(wèi)星的信息，而且在森林地區(qū)可以有更好的接收效果。一般12通道接收器不需要外置天線，除非你是在封閉的空間中，如船艙、車廂中。

導(dǎo)航型GPS的常見功能362007-06GPS原理3、定位時間：

這是指你重啟動你的GPS接收器時，它確定現(xiàn)在位置所需的時間。對于12通道接收器，如果你在最后一次定位位置的附近，冷啟動時的定位時間一般為3-5分鐘，熱啟動時為15-30秒，而對于2通道接收器，冷啟動時大多超過15分鐘，熱啟動時為2-5分鐘。

4、定位精度：

大多數(shù)GPS接收器的水平位置定位精度在5m-10m左右，但這只是在SA沒有開啟的情況下。

5、DGPS功能：

為了將SA和大氣層折射帶來的影響降為最低，有一種叫做DGPS發(fā)送機的設(shè)備。它是一個固定的GPS接收器（在一個勘探現(xiàn)場100km-200km的半徑內(nèi)設(shè)置）接收衛(wèi)星的信號，它確切地知道理論上衛(wèi)星信號傳送到的精確時間是多少，然后將它與實際傳送時間相比較，然后計算出“差”，這十分接近于SA和大氣層折射的影響，它將這個差值發(fā)送出去，其他GPS接收器就可以利用它得到一個更精確的位置讀數(shù)（5m-10m或者更少的誤差）。

許多GPS設(shè)備提供商在一些地區(qū)設(shè)置了DGPS發(fā)送機，供它的客戶免費使用，只要客戶所購買的GPS接收器有DGPS功能。

導(dǎo)航型GPS的常見功能372007-06GPS原理6、信號干擾：

要給予你一個很好的定位，GPS接收器需要至少3-5顆衛(wèi)星是可見的。如果你在峽谷中或者兩邊高樓林立的街道上，或者在茂密的叢林里，你可能不能與足夠的衛(wèi)星聯(lián)系，從而無法定位或者只能得到二維坐標。同樣，如果你在一個建筑里面，你可能無法更新你的位置，一些GPS接收器有單獨的天線可以貼在擋風(fēng)玻璃上，或者一個外置天線可以放在車頂上，這有助于你的接收器得到更多的衛(wèi)星信號。

7、物理指標：

選購導(dǎo)航型GPS設(shè)備時，大小、重量、顯示畫面、防水、防震、防塵性能、耐高溫、耗電等物理指標都要考慮在內(nèi)。

導(dǎo)航型GPS的常見功能382007-06GPS原理圖片：大地測量GPS接收機單頻機雙頻機392007-06GPS原理GPS信號接收機天線單元帶前置放大器接收天線接收單元信號通道存儲器微處理器輸入輸出設(shè)備電源天線單元接收單元402007-06GPS原理三、GPS定位方法分類

（1）絕對/單點定位(pointpositioning)——確定觀測點在WGS-84系中的坐標，即絕對位置。（2）相對定位(relativepositioning)——確定觀測點在國家或地方獨立坐標系中的坐標，即相對位置。

412007-06GPS原理四、GPS的后處理測量方法

1．靜態(tài)測量(staticsurveying)（1）方法：將幾臺GPS接收機安置在基線端點上，保持固定不動，同步觀測4顆以上衛(wèi)星?？捎^測數(shù)個時段，每時段觀測十幾分鐘至1小時左右。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標。（2）用途：是精度最高的作業(yè)模式。主要用于大地測量、控制測量、變形測量、工程測量。（3）精度：

可達到（5mm+1ppm）422007-06GPS原理2．動態(tài)測量(kinematicsurveying)（1）方法：先建立一個基準站，并在其上安置接收機連續(xù)觀測可見衛(wèi)星，另一臺接收機在第1點靜止觀測數(shù)分鐘后，在其他點依次觀測數(shù)秒。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標。動態(tài)相對定位的作業(yè)范圍一般不能超過15km。（2）用途：適用于精度要求不高的碎部測量。（3）精度：可達到（10~20mm+1ppm）

432007-06GPS原理圖形：相對定位模式靜態(tài)相對定位模式流動站動態(tài)相對定位模式基準站442007-06GPS原理五、GPS實時動態(tài)定位（RTK）方法

1．RTK(real-timekinematic)工作原理及方法與動態(tài)相對定位方法相比，定位模式相同，僅要在基準站和流動站間增加一套數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)各點坐標的實時計算、實時輸出。

2．RTK用途：適用于精度要求不高的施工放樣及碎部測量。

3．作業(yè)范圍：目前一般為10km左右。4．精度：可達到（10~20mm+1ppm）452007-06GPS應(yīng)用GPS的應(yīng)用主要有5個方面：1.定位：確定一點的位置。2.導(dǎo)航：從一個地方到另一個地方。3.跟蹤：跟蹤-監(jiān)視人或物體的運動。4.繪圖：用于繪制世界地圖。5.定時：提供精確的時間。一、軍用領(lǐng)域GPS是自動化指揮系統(tǒng)、先進武器系統(tǒng)及新的戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)理論的一項關(guān)鍵性基本保障技術(shù)，能為地面車輛、人員以及航空、航海、航天等領(lǐng)域的飛機、船只、潛艇、衛(wèi)星、航天飛機進行導(dǎo)航定位；武器發(fā)射、偵察、飛機進場著陸、交通管制、搜索營救，戰(zhàn)場部隊、車輛以及單兵定位；精確制導(dǎo)導(dǎo)彈打擊目標坐標定位及彈道導(dǎo)引。462007-06GPS應(yīng)用GPS的用途

GPS最初就是為軍方提供精確定位而建立的，至今它仍然由美國軍方控制。軍用GPS產(chǎn)品主要用來確定并跟蹤在野外行進中的士兵和裝備的坐標，給海中的軍艦導(dǎo)航，為軍用飛機、導(dǎo)彈等提供位置和導(dǎo)航信息等。

472007-06GPS應(yīng)用美國地面部隊在人生地不熟的沙漠里，正是靠GPS的指向，才順利完成了各項軍事任務(wù)；現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，從幾千公里外發(fā)射的導(dǎo)彈能準確地命中目標，也是靠的GPS技術(shù)。我們1999年南聯(lián)盟使館被炸，那5枚精確制導(dǎo)炸彈，全部是GPS精確制導(dǎo)的炸彈，那5枚導(dǎo)彈均勻地分布在我們的大使館樓頂?shù)纳让嫔?，這是GPS在軍事上運用獲得的效能。導(dǎo)彈的飛行、飛機的導(dǎo)航、精確打擊的實現(xiàn)，無不依賴于GPS，所以，當前的美伊戰(zhàn)爭，GPS也成了雙方爭斗的重要一環(huán).如果沒有這一系統(tǒng)，海灣戰(zhàn)爭中美國的兩枚導(dǎo)彈先后攻擊同一目標，后一枚導(dǎo)彈通過前一導(dǎo)彈炸開的洞鉆入目標內(nèi)部進行攻擊是不可能的）。由于它的精確度目前已達到10米內(nèi)，該系統(tǒng)曾被美軍在海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭中廣泛運用，并發(fā)揮了巨大威力。為了提高精確度，美國國防部在實際運行的時候，又增加4顆衛(wèi)星，使得衛(wèi)星總數(shù)達到28顆，精確度也相應(yīng)地提高到了7米。再加上美軍使用的是能更好彌補大氣偏差的加密接收機，它們可以得到更精確的實時精度。據(jù)國外媒體早先報道，即使是美國的民用手持GPS接收器在水平面上的定位精度都可以達到5米。足見其軍用系統(tǒng)定位精度之高。應(yīng)用案例482007-06GPS應(yīng)用陸地應(yīng)用：主要包括車輛導(dǎo)航、景點導(dǎo)游、應(yīng)急反應(yīng)、高精度時頻對比、大氣物理觀測、地球物理資源戡探、工程測量、變形監(jiān)測、地殼運動監(jiān)測、市政規(guī)劃控制等；

海洋應(yīng)用：遠洋船只航線測定、船只實時調(diào)度與導(dǎo)航、海洋救援、海洋控寶、水文地質(zhì)測量以及海洋井平臺定位、海平面升降監(jiān)測等；

航空航天應(yīng)用：飛機導(dǎo)航、航空遙感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、航空救援和載人航天器防護探測等。

492007-06GPS應(yīng)用GPS應(yīng)用領(lǐng)域主要功能在林業(yè)管理方面的應(yīng)用GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積，估算木材量，計算可采伐木材面積，確定原始森林、道路位置，對森林火災(zāi)周邊測量，尋找水源和測定地區(qū)邊界方面可以發(fā)揮獨特的重要作用在合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理方面的應(yīng)用依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地各點施肥。(1)可以監(jiān)測作物產(chǎn)量(計算機\產(chǎn)量監(jiān)視器\GPS接收機)(2)幫助合理施肥(3)應(yīng)用于土壤養(yǎng)分的分布調(diào)查(GPS接收機把樣品的位置)在精確定時方面的應(yīng)用每顆GPS衛(wèi)星上都有精密的原子鐘，所以GPS接受器可以接收到精確的時間信息在農(nóng)業(yè)方面GPS也有用武之地．以往飛機向農(nóng)田噴灑農(nóng)藥，用人在地面搖動紅旗做方位指示，經(jīng)常由于不夠準確造成噴灑效率低，而有GPS定位儀后，合理分布航線,飛機可以按事先設(shè)計好的經(jīng)緯度，利用定位儀確認坐標后噴灑，大大提高了噴灑效率,大大節(jié)省飛機作業(yè)的費用,噴殺化肥農(nóng)藥時,減少重疊,避免浪費,避免過多的用量影響農(nóng)作物生長.502007-06GPS應(yīng)用GPS的應(yīng)用將進入人們的日常生活

最近幾年，越來越多普通消費者買得起的GPS接收器出現(xiàn)了。隨著技術(shù)的進步，這些設(shè)備的功能越來越完善，幾乎每月都有新的功能出現(xiàn)，但價格在下跌，尺寸也越來越小了。兩三年前GPS設(shè)備還像藝術(shù)品一樣令人望而卻步，而現(xiàn)在消費者終于可以擁有一款夢想已久的GPS接收器了，還帶有以前做夢也想不到的很多先進的功能。消費類GPS手持機的價格從幾百元到幾千元不等，它們基本上都有12個并行通道