點(diǎn)擊關(guān)注 關(guān)注我們吧~

全球定位系統(tǒng)由以下三個部分組成:空間部分(GPS衛(wèi)星)、地面監(jiān)控部分和用戶部分。

GPS衛(wèi)星可連續(xù)向用戶播發(fā)用于進(jìn)行導(dǎo)航定位的測距信號和導(dǎo)航電文,并接收來自地面監(jiān)控系統(tǒng)的各種信息和命令以維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是:跟蹤GPS衛(wèi)星,確定衛(wèi)星的運(yùn)行軌道及衛(wèi)星鐘改正數(shù),進(jìn)行預(yù)報后再按規(guī)定格式編制成導(dǎo)航電文,并通過注入站送往衛(wèi)星。地面監(jiān)控系統(tǒng)還能通過注入站向衛(wèi)星發(fā)布各種指令,調(diào)整衛(wèi)星的軌道及時鐘讀數(shù),修復(fù)故障或啟用備用件等。

用戶則用GPS接收機(jī)來測定從接收機(jī)至GPS衛(wèi)星的距離,并根據(jù)衛(wèi)星星歷所給出的觀測瞬間衛(wèi)星在空間的位置等信息求出自己的三維位置、三維運(yùn)動速度和鐘差等參數(shù)。

一、空間部分

1.GPS衛(wèi)星

每顆衛(wèi)星都配備有4臺原子鐘,可為衛(wèi)星提供高精度的時間標(biāo)準(zhǔn)。GPS衛(wèi)星的基本功能是:接收并存儲來自地面控制系統(tǒng)的導(dǎo)航電文;在原子鐘的控制下自動生成測距碼(C/A碼和Y碼)和載波;采用二進(jìn)制相位調(diào)制法將測距碼和導(dǎo)航電文調(diào)制在載波上播發(fā)給用戶;按照地面控制系統(tǒng)的命令調(diào)整軌道,調(diào)整衛(wèi)星鐘,修復(fù)故障或啟用備用件以維護(hù)整個系統(tǒng)的正常工作。

2.GPS衛(wèi)星星座

發(fā)射入軌能正常工作的GPS衛(wèi)星的集合稱GPS衛(wèi)星星座。最初的GPS衛(wèi)星星座計(jì)劃由24顆GPS衛(wèi)星組成。2000年底GPS衛(wèi)星星座由23顆BlockⅡ衛(wèi)星和BlockⅡA衛(wèi)星,以及5顆BlockⅡR衛(wèi)星組成。在一般情況下,用戶能同時觀測到6～8顆衛(wèi)星。

24顆衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星星座

二、地面監(jiān)控部分

支持整個系統(tǒng)正常運(yùn)行的地面設(shè)施稱為地面監(jiān)控部分。它由1個主控站,5個監(jiān)測站,3 個注入站以及通信和輔助系統(tǒng)組成。

1.主控站

主控站是整個地面監(jiān)控系統(tǒng)的行政管理中心和技術(shù)中心,位于科羅拉多州的聯(lián)合空間工作中心。

2.監(jiān)測站

監(jiān)測站是無人值守的數(shù)據(jù)自動采集中心。整個全球定位系統(tǒng)共設(shè)立了5個監(jiān)測站,它們分別位于科羅拉多州(美國本土)、阿松森群島(大西洋)、迭哥伽西亞(印度洋)、卡瓦加蘭和夏威夷島(太平洋)。

3.注入站

注入站是向GPS衛(wèi)星輸入導(dǎo)航電文和其他命令的地面設(shè)施。3個注入站分別位于迭哥伽西亞、阿松森群島和卡瓦加蘭。注入站能將接收到的導(dǎo)航電文存儲在微機(jī)中,當(dāng)衛(wèi)星通過其上空時再用大口徑發(fā)射天線將這些導(dǎo)航電文和其他命令分別“注入”衛(wèi)星。

4.通信和輔助系統(tǒng)

通信和輔助系統(tǒng)是指地面監(jiān)控系統(tǒng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸以及提供其他輔助服務(wù)的機(jī)構(gòu)和設(shè)施。全球定位系統(tǒng)的通信系統(tǒng)由地面通信線、海底電纜及衛(wèi)星通信等聯(lián)合組成。