【正文】 蘭， 5個(gè)監(jiān)控站設(shè)在主控站、 3個(gè)注入站和夏威夷島。 第一節(jié) GPS概述 監(jiān)測(cè)站的主要任務(wù)是對(duì)每顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，并向主控站提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。每個(gè)監(jiān)測(cè)站配有 GPS接收機(jī)，對(duì)每顆衛(wèi)星進(jìn)行常年連續(xù)不斷地觀測(cè)，每 6秒進(jìn)行一次偽距測(cè)量和多普勒觀測(cè)、采集氣象要素等數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)站是一個(gè)無(wú)人值守的數(shù)據(jù)采集中心，受主控站的控制，定時(shí)將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳送到主控站。 5個(gè)監(jiān)測(cè)站均勻分布在全球范圍，保證了 GPS精密定軌的精度要求。 第一節(jié) GPS概述 主控站能完成下列功能： ? 采集數(shù)據(jù)。它采集各個(gè)監(jiān)測(cè)站傳送的數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星的偽距、積分多普勒、時(shí)鐘、工作狀態(tài)、監(jiān)測(cè)站自身的狀態(tài)、氣象要素的參考星歷。 ? 編輯導(dǎo)航電文。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算每一顆衛(wèi)星的星歷、時(shí)鐘改正數(shù)。狀態(tài)參數(shù)、大氣改正數(shù)等，并按一定格式編輯為導(dǎo)航電文，傳送到注入站。 ? 診斷功能。對(duì)地面支撐系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作和衛(wèi)星的健康狀況進(jìn)行診斷，并進(jìn)行編碼和編入導(dǎo)航電文發(fā)送給用戶(hù)。 ? 調(diào)整衛(wèi)星。根據(jù)需要對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行調(diào)整?；蛘哒{(diào)整衛(wèi)星軌道到正常位置，或者用備份衛(wèi)星取代失效的工作衛(wèi)星。 主控站將編輯的導(dǎo)航電文傳送到 3個(gè)注入站，然后由注入站定時(shí)將這些信息注入各個(gè)衛(wèi)星。這樣，地面支撐系統(tǒng)完成了全部任務(wù)。 第一節(jié) GPS概述 （二）、空間部分 24顆衛(wèi)星基本均勻分布在 6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道平面相對(duì)赤道平面的傾角為 55176。 ，各軌道平面之間的交角為 60176。 ，每個(gè)軌道平面內(nèi)的衛(wèi)星相差 90176。 ，任一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前 30176。 。衛(wèi)星運(yùn)行周期為 11小時(shí) 58分。每顆衛(wèi)星每天約有 5個(gè)小時(shí)在地平線以上，同時(shí)位于地平線以上的衛(wèi)星數(shù)目隨時(shí)間和地點(diǎn)而不同，可為4至 11顆。 GPS的空間部分和地面監(jiān)控部分是用戶(hù)廣泛應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航和定位的基礎(chǔ)，均為美國(guó)所控制。 第一節(jié) GPS概述 （三）、用戶(hù)裝置部分 既 GPS信號(hào)接收機(jī)。 GPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的 GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測(cè)量出 GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出 GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。 靜態(tài)定位中， GPS接收機(jī)在捕獲和跟蹤 GPS衛(wèi)星的過(guò)程中固定不變，接收機(jī)高精度地測(cè)量 GPS信號(hào)的傳播時(shí)間，利用 GPS衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。而動(dòng)態(tài)定位則是用GPS接收機(jī)測(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。 GPS信號(hào)接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體（如航行中的船艦、空中的飛機(jī)、行走的車(chē)輛等）， 載體上的 GPS接收機(jī)天線在跟蹤 GPS衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)用 GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）。 第一節(jié) GPS概述 接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及 GPS數(shù)據(jù)的后處理軟件包，構(gòu)成完整的 GPS用戶(hù)設(shè)備。 GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大部分。對(duì)于測(cè)地型接收機(jī)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)單元一般分成兩個(gè)獨(dú)立的部件，觀測(cè)時(shí)將天線單元安置在測(cè)站上，接收單元置于測(cè)站附近的適當(dāng)?shù)胤?，用電纜線將兩者連接成一個(gè)整機(jī)。也有的將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，觀測(cè)時(shí)將其安置在測(cè)站點(diǎn)上。 GPS接收機(jī)一般用蓄電池做電源。同時(shí)采用機(jī)內(nèi)機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電池的目的在于更換外電池時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。在用機(jī)外電池的過(guò)程中，機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)電池為 RAM存儲(chǔ)器供電，以防止丟失數(shù)據(jù)。 近幾年，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了許多種類(lèi)型的 GPS測(cè)地型接收機(jī)。用于差分定位其精度可達(dá)亞米級(jí)至厘米級(jí)。目前，各種類(lèi)型的GPS接收機(jī)體積越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕，便于野外觀測(cè)。 第二節(jié) GPS工作原理 GPS系統(tǒng)定位的原理主要是測(cè)定用戶(hù)至衛(wèi)星的距離來(lái)定位。測(cè)定某點(diǎn)至已知位置的三顆衛(wèi)星的距離即可確定某點(diǎn)的三維坐標(biāo)。為什么 GPS系統(tǒng)要設(shè)計(jì)成任何時(shí)間都能收到四顆衛(wèi)星的信號(hào)呢？因?yàn)?GPS接收機(jī)中的時(shí)鐘，不可能設(shè)置昂貴的原子鐘，所以就利用測(cè)定第四顆衛(wèi)星，來(lái)校準(zhǔn) GPS接收機(jī)的時(shí)鐘。 （一）、確知衛(wèi)星所處的準(zhǔn)確位置。 GPS系統(tǒng)地面控制部分的監(jiān)測(cè)站通過(guò)各種手段，連續(xù)不斷監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)，適時(shí)發(fā)送控制指令，使衛(wèi)星保持在正確的運(yùn)行軌道。將正確的運(yùn)行軌跡編成星歷，注入衛(wèi)星，且經(jīng)由衛(wèi)星發(fā)送給 GPS接收機(jī)。正確接收每個(gè)衛(wèi)星的星歷，就可確知衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置。 第二節(jié) GPS工作原理 （二）、確知時(shí)間基準(zhǔn) GPS系統(tǒng)在每顆衛(wèi)星上裝置有十分精密的原子鐘，并由監(jiān)測(cè)站經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)。衛(wèi)星發(fā)送導(dǎo)航信息，同時(shí)也發(fā)送精確時(shí)間信息。 GPS接收機(jī)接收此信息，使與自身的時(shí)鐘同步，就可獲得準(zhǔn)確的時(shí)間。每測(cè)量三顆衛(wèi)星可以定位一個(gè)點(diǎn)。利用第四顆衛(wèi)星和前面三顆衛(wèi)星的組合，可以測(cè)得另一些點(diǎn)。理想情況下，所有測(cè)得的點(diǎn)，都應(yīng)該重合。但實(shí)際上，并不完全重合。正是利用這一點(diǎn)反過(guò)來(lái)可以校準(zhǔn) GPS接收機(jī)的時(shí)鐘。 第二節(jié) GPS工作原理 （三）、測(cè)定衛(wèi)星至用戶(hù)的距離 為了獲得距離觀測(cè)量，主要采用兩種方法：第一種方法是測(cè)量 GPS衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá)用戶(hù)接收機(jī)的傳播時(shí)間，稱(chēng)為偽距測(cè)量；第二種方法是測(cè)量具有載波多普勒頻移的 GPS衛(wèi)星載波信號(hào)與接收機(jī)產(chǎn)生的參考載波信號(hào)之間的相位差，即載波相位測(cè)量。采用偽距觀測(cè)量定位速度最快，而采用載波相位觀測(cè)量定位精度最高。通過(guò)對(duì) 4顆或 4顆以上的衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)行偽距或相位的測(cè)量即可推算出接收機(jī)的三維位置。 第三節(jié) GPS在道路運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用 GPS的應(yīng)用領(lǐng)域，上至航空航天器，下至捕魚(yú)、導(dǎo)游和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，已經(jīng)無(wú)所不在了，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)美軍總指揮霍納將軍曾說(shuō)： “ GPS的應(yīng)用只受到人們想象力的限制 ” 。如： ? GPS應(yīng)用于導(dǎo)航 —— 主要是為船舶 ,汽車(chē) ,飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行定位導(dǎo)航。 ? GPS應(yīng)用于授時(shí)校頻 —— 電力，郵電，通訊等網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步。 ? GPS應(yīng)用于高精度測(cè)量 —— 地球物理資源勘探、市政規(guī)劃控制、道路和各種線路規(guī)劃。 ? GIS應(yīng)用于農(nóng)業(yè) —— 精細(xì)農(nóng)業(yè)。 第三節(jié) GPS在道路運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用 我們主要來(lái)看看 GPS在物流中的應(yīng)用 (一 )、用于鐵路運(yùn)輸管理 我國(guó)鐵路開(kāi)發(fā)的基于 GPS的計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)，可以通過(guò) GPS和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)收集全路列車(chē)、機(jī)車(chē)、車(chē)輛、集裝箱及所運(yùn)貨物的動(dòng)態(tài)信息，可實(shí)現(xiàn)列車(chē)、貨物追蹤管理。只要知道貨車(chē)的車(chē)種、車(chē)型、車(chē)號(hào)，就可以立即從近 10萬(wàn) km的鐵路網(wǎng)上流動(dòng)著的幾十萬(wàn)輛貨車(chē)中找到該貨車(chē)，還能得知這輛貨車(chē)現(xiàn)在何