新疆GPS

英國規劃師Dominic Wilcox規劃出了一款“黑科技”產(chǎn)品——GPS定位鞋，它的規劃創(chuàng )意來(lái)自童話(huà)故事《綠野仙蹤》里女主角桃樂(lè )絲的鞋子。這款GPS定位鞋內置GPS裝置，運用者只需要在鞋內的GPS設備中編入想要抵達的意圖地，這雙“GPS鞋”就會(huì )帶領(lǐng)你直達意圖地。

新疆GPS
【GPS定位鞋】

你也許會(huì )覺(jué)得GPS定位鞋很奇特，其實(shí)不然，它與車(chē)載、船載GPS導航儀、GPS測繪設備、內置GPS功能的手機等移動(dòng)設備相同，都歸于GPS體系組成中的用戶(hù)設備部分。當你了解GPS體系構成之后，你就會(huì )理解其中的運作原理。

專(zhuān)業(yè)解讀：GPS體系的構成

GPS體系=空間部分+操控部分+用戶(hù)部分

【GPS體系組成示意圖】

1、空間部分

組成：24顆作業(yè)衛星

GPS的空間部分是由24 顆（21顆作業(yè)衛星+3顆備用衛星）作業(yè)衛星組成，它位于距地表20 200km的上空，均勻分布在6 個(gè)軌跡面上(每個(gè)軌跡面4 顆) ，運轉周期為12個(gè)小時(shí)，保證地球上任一時(shí)間、高度角15度以上的任一地點(diǎn)都可以觀(guān)測到4顆以上的衛星，并能堅持杰出定位解算精度的幾何圖象，這就供給了在時(shí)間上接連的全球導航能力。

效果：供給重要參數

導航信息被調制在L1載波上，其信號頻率為50Hz，包含有GPS衛星的軌跡參數、衛星時(shí)鐘改正數和其它一些體系參數。用戶(hù)一般需要運用此導航信息來(lái)核算某一時(shí)間GPS衛星在地球軌跡上的方位，導航信息也被稱(chēng)為廣播星歷。

【GPS空間部分組成衛星】

2、操控部分

組成：1個(gè)主控站+5 個(gè)全球監測站+3 個(gè)地上操控站

主控站從各監測站搜集盯梢數據,核算出衛星的軌跡和時(shí)鐘參數,然后將成果送到3 個(gè)地上操控站。

監測站均配裝有精細的銫鐘和可以接連測量到一切可見(jiàn)衛星的接受機。監測站將獲得的衛星觀(guān)測數據，包含電離層和氣象數據，經(jīng)過(guò)開(kāi)始處理后，傳送到主控站。

地上操控站在每顆衛星運轉至上空時(shí)，把這些導航數據及主控站指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS 衛星每天一次，并在衛星脫離注入站效果規模之前進(jìn)行最后的注入。假如某地上站發(fā)生毛病，那么在衛星中預存的導航信息還可用一段時(shí)間，但導航精度會(huì )逐步降低。

效果：監測和操控衛星運轉

GPS地上操控部分的主要效果是監測和操控衛星運轉，編算衛星星歷(導航電文)，堅持體系時(shí)間。

對于導航定位來(lái)說(shuō)，GPS衛星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。星的方位是依據衛星發(fā)射的星歷(描述衛星運動(dòng)及其軌跡的參數)算得的。每顆GPS衛星所播發(fā)的星歷，是由地上監控體系供給的。衛星上的各種設備是否正常作業(yè)，以及衛星是否一直沿著(zhù)預定軌跡運轉，都要由地上設備進(jìn)行監測和操控。

地上監控體系的另一個(gè)重要效果是堅持各顆衛星處于同一時(shí)間標準(GPS時(shí)間體系)。這就需要地上站監測各顆衛星的時(shí)間，求出鐘差。然后由地上注入站發(fā)給衛星，衛星再由導航電文發(fā)給用戶(hù)設備。

【GPS全球監控站示意圖】

3、用戶(hù)部分

組成：GPS 用戶(hù)設備

GPS用戶(hù)部分主要由接納機硬件、GPS芯片、機內軟件以及GPS 數據的后處理軟件包等一起構成GPS 用戶(hù)設備，包含車(chē)載、船載GPS導航儀、GPS測繪設備、內置GPS功能的手機等移動(dòng)設備，都歸于GPS用戶(hù)設備，也被稱(chēng)為GPS 接納機。

GPS接納機的結構分為天線(xiàn)單元和接納單元兩部分。接納機一般選用機內和機外兩種直流電源，設置機內電源的意圖在于更換外電源時(shí)不中斷接連觀(guān)測。在用機外電源時(shí)，機內電池主動(dòng)充電。關(guān)機后，機內電池為RAM存儲器供電，以避免數據丟失�，F在各種類(lèi)型的接受機體積越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕，便于野外觀(guān)測運用。

效果：盯梢和接納衛星信號

用戶(hù)設備部分即GPS 信號接納機，其主要功能是可以捕獲到按一定衛星截止高度角所挑選的待測衛星，并盯梢這些衛星的運轉。當接納機捕獲到盯梢的衛星信號后，即可測量出接納天線(xiàn)至衛星的偽間隔和間隔的變化率，解調出衛星軌跡參數等數據。依據這些數據，接納機中的微處理核算機就可按定位解算辦法進(jìn)行定位核算，核算出用戶(hù)所在地理方位的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)間等信息，是GPS體系的顧客。

【GPS車(chē)載導航儀】

簡(jiǎn)言之，我們日常日子中常見(jiàn)的手機、車(chē)載、船載、機載等GPS導航設備，以及近年來(lái)鼓起的GPS定位鞋、定位書(shū)包、定位拐杖等，都是GPS體系組成中的用戶(hù)設備部分。只需具有用戶(hù)具有必要的硬、軟件（接納機硬件、GPS芯片、機內軟件以及GPS 數據的后處理軟件包等），就能完成相關(guān)的定位功能。清楚了以上關(guān)于GPS體系的組成及運作原理，可以讓我們更好地運用這些設備，為作業(yè)和日子供給更多便當。

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