點擊上方【大水牛測繪】關注我們

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。

①空間部分( GPS 衛(wèi)星)

GPS 衛(wèi)星可連續(xù)向用戶播發(fā)用于進行導航定位的測距信號和導航電文, 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轉(zhuǎn)。

②地面監(jiān)控部分

地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是: 跟蹤 GPS 衛(wèi)星, 確定衛(wèi)星的運行軌道及衛(wèi)星鐘改正數(shù), 進行預報后再按規(guī)定格式編制成導航電文, 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), 修復故障或啟用備用件等。

③用戶部分

用戶則用 GPS 接收機來測定從接收機至 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準。

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; 采用二進制相位調(diào)制法將測距碼和導航電文調(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, 修復故障或啟用備用件以維護整個系統(tǒng)的正常工作。

GPS 衛(wèi)星可分為試驗衛(wèi)星和工作衛(wèi)星兩大類。其中工作衛(wèi)星又可分為 BlockⅡ, BlockⅡA、BlockⅡR 和 BlockⅡF 等類型。

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。

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)正常運行的地面設施稱為地面監(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中心, 位于科羅拉多州的聯(lián)合空間工作中心。其主要作用是:

( 1 ) 負責管理、協(xié)調(diào)地面監(jiān)控系統(tǒng)中各部分的工作。

( 2 ) 根據(jù)各監(jiān)測站送來的資料, 計算、預報衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘改正數(shù), 并按規(guī)定格式編制成導航電文送往地面注入站。

( 3 ) 調(diào)整衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘讀數(shù), 當衛(wèi)星出現(xiàn)故障時負責修復或啟用備用件以維持其正常工作。無法修復時調(diào)用備用衛(wèi)星去頂替它, 維持整個系統(tǒng)正?？煽康毓ぷ?。

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。其主要功能是:

( 1 ) 對視場中各 GPS 衛(wèi)星進行偽距測量。

( 2 ) 通過氣象傳感器自動測定并記錄氣溫、氣壓、相對濕度( 水汽壓) 等氣象元素。

( 3 ) 對偽距觀測值進行改正后再進行編輯、平滑和壓縮, 然后傳送給主控站。

3. 注入站

注入站是向 GPS 衛(wèi)星輸入導航電文和其他命令的地面設施。

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)中負責數(shù)據(jù)傳輸以及提供其他輔助服務的機構和設施。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。