GPS定位系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

     GPS定位系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
（1）定軌精度：目前的GPS衛(wèi)星的跟蹤技術(shù)條件，以及地球重力場(chǎng)模型的球階函數(shù)的引力攝動(dòng)修正等等精確定軌的推算技術(shù)手段，都比70年代優(yōu)勝高明得多，因此衛(wèi)星定軌精度也比過去高得多。

廣播星歷：是由美國(guó)本土以及海外軍事基地上的5個(gè)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)解算的。因測(cè)站數(shù)量少，故衛(wèi)星定軌精度不高。廣播星歷所預(yù)報(bào)的衛(wèi)星位置的切向誤差±5m；徑向誤差±3m；法向誤差±3m。

精密星歷：是由美國(guó)國(guó)防制圖局根據(jù)全球20多個(gè)衛(wèi)星跟蹤站的觀測(cè)資料解算的，因測(cè)站數(shù)量多且分布范圍廣故衛(wèi)星定軌精度較廣播星歷高一個(gè)數(shù)量級(jí)。值得指出的是，由國(guó)際GPS地球動(dòng)力學(xué)服務(wù)組織（IGS）所測(cè)算預(yù)報(bào)精密星歷比美國(guó)軍方測(cè)定的精密星歷的精度要高得多，衛(wèi)星位置精度可達(dá)±3厘米。

（2）衛(wèi)星性能：GPS衛(wèi)星定位直徑1.5米；重量為843.68公斤（包括310公斤燃料）；GPS衛(wèi)星通過12根螺旋陣列天線發(fā)射張角約為30度的電磁波束垂直指向地面。GPS衛(wèi)星采用陀螺儀與姿態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成的三軸穩(wěn)定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定，從而使天線始終指向地面。衛(wèi)星還裝有8塊太陽能電池翼板（7.2 m2），三組15A的鎳鎘蓄電池為衛(wèi)星提供所需的電能。

（3）衛(wèi)星信號(hào)：衛(wèi)星配有4臺(tái)頻率相當(dāng)穩(wěn)定（量時(shí)精度為10-13秒）的原子鐘（2臺(tái)銫鐘，2臺(tái)銣鐘），由此產(chǎn)生一個(gè)頻率為: 10.23MHz的基準(zhǔn)鐘頻信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過倍頻器降低10倍的頻率后，成為頻率為1.023MHz測(cè)距粗碼（C/A碼）的信號(hào)頻率；基準(zhǔn)鐘頻信號(hào)的頻率10.23MHz，直接成為測(cè)距精碼（P碼）的信號(hào)頻率；基準(zhǔn)鐘頻信號(hào)經(jīng)過倍頻器降低204600倍的頻率后，成為頻率為50MHz數(shù)據(jù)碼（衛(wèi)星星歷、導(dǎo)航電文的編碼）的信號(hào)頻率；基準(zhǔn)鐘頻信號(hào)再經(jīng)過倍頻器倍頻150倍和120倍頻后，分別形成頻率為1575.42MHz（L1）與1227.60MHz（L2）載波信號(hào)。測(cè)距用的碼頻信號(hào)控制著移位寄存器的觸發(fā)端，從而產(chǎn)生與之頻率一致的偽隨機(jī)碼（測(cè)距碼），測(cè)距碼與數(shù)據(jù)碼模二相加后再調(diào)制到L1 L2載波信號(hào)上通過衛(wèi)星天線陣列發(fā)送出去。值得指出的是：無論是測(cè)距碼的波長(zhǎng)還是載波信號(hào)的波長(zhǎng)，都是測(cè)量GPS衛(wèi)星到觀測(cè)點(diǎn)距離的物理媒體，它們的頻率越高波長(zhǎng)越短所測(cè)量的距離精度就越高，定位精度也就越高。另外C/A碼除了用于測(cè)距外，它還用于識(shí)別鎖定衛(wèi)星和解調(diào)導(dǎo)航電文以及捕獲P碼。

（4）定位精度：利用偽隨距碼（測(cè)距碼）的信號(hào)單機(jī)測(cè)量，理論上按照目前測(cè)距碼的對(duì)齊精度約為碼波長(zhǎng)的1/100計(jì)算，測(cè)距粗碼 （C/A碼）的測(cè)距精度約為±3m； 而測(cè)距精碼（P碼）的測(cè)距精度約為±0.3m 。為了消除公共誤差提高定位精度，可利用2臺(tái)以上的載波相位GPS定位儀實(shí)行聯(lián)測(cè)定位，對(duì)于載波信號(hào)單頻機(jī)的相對(duì)定位精度可達(dá):±（5mm+2ppm×D）其中D為兩臺(tái)儀器的相對(duì)距離；對(duì)于載波信號(hào)雙頻機(jī)，它能有效的消除電離層延時(shí)誤差，其相對(duì)定位精度可達(dá):±(1mm+1ppm×D)；全球定位技術(shù)不但精度高，而且定位速度快，可以滿足飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星等高速運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航定位的需要。