无缺的GPS包含三有些
1.空间有些　　
GPS的空间有些是由24颗卫星构成(21颗工作卫星，3颗备用卫星），它坐落距地表20200km的上空,均匀散布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。卫星的散布使得在全球任何本地、任何时刻都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星由于大气抵触等疑问，跟着时刻的推移，导航精度会逐步下降。
2. 地上操控体系
地上操控体系由监测站(Monitor Station)、主操控站(Master Monitor Station)、地上天线(Ground Antenna)所构成,主操控站坐落美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地上操控站担任搜集由卫星传回之音讯,并核算卫星星历、相对间隔,大气校对等数据。
3.用户设备有些
用户设备有些即GPS 信号接纳机。其首要功用是能够捕获到按必定卫星截止角所挑选的待测卫星，并盯梢这些卫星的工作。当接纳机捕获到盯梢的卫星信号后，就可丈量出接纳天线至卫星的伪间隔和间隔的改动率,解调出卫星轨道参数等数据。依据这些数据，接纳机中的微处理核算机就可按定位解算办法进行定位核算，核算出用户地址地舆方位的经纬度、高度、速度、时刻等信息。接纳机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成无缺的GPS 用户设备。GPS 接纳机的构造分为天线单元和接纳单元两有些。接纳机通常选用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的意图在于替换外电源时不接联接连观测。在用机外电源机遇内电池主动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以避免数据扔掉。

　　如今各品种型的承受机体积越来越小，分量越来越轻，便于户外观测运用。其次则为运用者接纳器,现有单频与双频两种,但由于报价要素,通常运用者所收买的多为单频接纳器。咱们通常所说的GPS通常仅只用户设备有些，它经过承受天空纷歧样方位的三颗以上的卫星信号，测定手持机地址的方位，简略来说是运用了数学上三条线断定一个点的原理。
　　GPS的工作原理，简略地说来，是运用咱们熟知的几许与物理上一些根柢原理。首要咱们假定卫星的方位为已知，而咱们又能准确测定咱们地址地址A至卫星之间的间隔，那么A点必定是坐落以卫星为基地、所测得间隔为半径的圆球上。进一步，咱们又测得点A至另一卫星的间隔，则A点必定处在前后两个圆球相交的圆环上。咱们还可测得与第三个卫星的间隔，就能够断定A点只能是在三个圆球相交的两个点上。依据一些地舆常识，能够很简略打扫其间一个不合理的方位。当然也能够再丈量A点至另一个卫星的间隔，也能准确进行定位。 以上所说，要结束精断定位，要处理两个疑问：
　　其一是要确知卫星的准确方位；
　　其二是要准确测定卫星至地球上咱们地址地址的间隔。下面咱们看看怎么来做到这点。
　　怎么确知卫星的准确方位
　　要确知卫星地址的准确方位。首要，要经过深思熟虑，优化计划卫星工作轨道，并且，要由监测站经过各种办法，接连不断监测卫星的工作状况，当令发送操控指令，使卫星坚持在准确的工作轨道。将准确的工作轨道编成星历，写入卫星，且经由卫星发送给GPS接纳机。准确接纳每个卫星的星历，就可确知卫星的准确方位。
　　这个疑问处理了，接下来就要处理准确测定地球上某用户至卫星的间隔。卫星是远在地球上层空间，又是处在运动傍边，咱们不或许象在地上量东西那样用尺子来量，那么又是怎么来做的呢？
　　怎么测定卫星至用户的间隔
　　咱们曩昔都学过这么的公式：时刻X速度=间隔。咱们也从物理学中知道，电波传达的速度是每秒钟三十万公里，所以咱们只需知道卫星信号传到咱们这儿的时刻，就能运用速度乘时刻等于间隔这个公式，来求得间隔。所以，疑问就归结为测定信号传达的时刻。
　　要准确测定信号传达时刻，要处理两方面的疑问。一个是时刻基准疑问。便是说要有一个准确的时钟。就比方咱们往常量一张桌子的长度，要用一把尺子。假定尺子自身就不规范，那量出来的长度就禁绝。另一个便是要处理丈量的办法疑问。
　　时刻基准疑问
　　GPS导航体系在每颗卫星上设备有非常精细的原子钟，并由监测站常常进行校准。卫星发送导航信息，一同也发送准确时刻信息。GPS接纳机接纳此信息，使与自身的时钟同步，就可取得准确的时刻。所以，GPS接纳机除了能准断定位以外，还可发作准确的时刻信息。
　　测定卫星信号传输时刻的办法
　　为了避免选用过多的技能术语，咱们先作一个不太恰当的比方。咱们在地址的地址和卫星上一同主张录音机来播映“东方红”乐曲，那么，咱们应当能听到一先一后两支“东方红”的曲子（实习上，卫星上播映的曲子，咱们不或许听见，仅仅期望能够听到），但必定是不合拍的。为了使两者合拍，咱们推延主张地上录音机的时刻。当咱们听到两支曲子合拍时，主张录音机所推延的时刻就等于曲子从卫星传送到地上的时刻。当然，电波比声波速度高得多，电波也不能用耳朵来接纳。所以，实习上咱们广播的不是“东方红”乐曲，而是一段叫做伪随机码的二进制电码。推延GPS接纳机发作的伪随机码，使与接纳到卫星传来的码字同步，测得的推延时刻便是卫星信号传到GPS接纳机的时刻。至此，咱们也就处理了测定卫星至用户的间隔。当然，上面说的都仍对错常志趣的状况。实习状况比上面说的要杂乱得多，所以咱们还要选用一些对策。例如：电波传达的速度，并不老是一个常数。在经过电离层中电离子和对流层中水气的时分，会发作必定的推延。通常咱们这能够依据监测站搜集的气候数据，再运用典型的电离层和对流层模型来进行批改。还有，在电波传送到接纳机天线之前，还会发作由于各种阻遏物与地上折射和反射发作的多径效应。这在计划GPS接纳机时，要选用相应办法。当然，这要早年进GPS接纳机的本钱为价值。 原子钟尽管非常准确，但也不是一点过错也没有。GPS接纳机中的时钟，不或许象在卫星上那样，设置贵重的原子钟，所以就运用测定第四颗卫星，来校准GPS接纳机的时钟。咱们前面说到，每丈量三颗卫星能够定位一个点。运用第四颗卫星和前面三颗卫星的组合，能够测得另一些点。志趣状况下，悉数测得的点，都应当重合。但实习上，并不彻底重合。运用这一点，反过来能够校准GPS接纳机的时钟。测定间隔时选用卫星的彼此几许方位，对测定的过错也纷歧样。为了准确的定位，能够多测一些卫星，挑选几许方位相距较远的卫星组合，测得过错要小。在咱们说到丈量过错时，还有一点要说到，便是美国的SA方针。美国政府在GPS计划中，计划供应两种效力。一种为规范定位效力（SPS），运用粗码（C/A）定位，精度约为100m，供应给民用。另一种为精细定位效力（PPS），运用精码（P码）定位，精度抵达10m，供应给军方和特许民间用户运用。由于屡次实验标明，SPS的定位精度已高于原计划，美国政府出于对自身安全的思考，对民用码进行了一种称为“挑选可用性SA(Selective Availability)”的烦扰，以确保其军用体系具有最好的有用性。由于SA经过卫星在导航电文中随机参加了过错信息，使得民用信号C/A码的定位精度降至二维均方根过错在100米摆布。
　　选用差分GPS技能(DGPS)，可消除以上所说到大有些过错，以及由于SA所构成的烦扰，然后跋涉卫星导航定位的整体精度，使体系过错抵达10到15米以内。
　　GPS技能的错差
　　在GPS定位进程中，存在三有些过错。一有些是对每一个用户接纳机所共有的，例如：卫星钟过错、星历过错、电离层过错、对流层过错等；第二有些为不能由用户丈量或由校对模型来核算的传达推延过错；第三有些为各用户接纳机所固有的过错，例如内部噪声、通道推延、多径效应等。运用差分技能榜首有些过错可彻底消除，第二有些过错大有些能够消除，这和基准接纳机至用户接纳机的间隔有关。第三有些过错则无法消除，只能靠跋涉GPS接纳机自身的技能方针。对美国SA方针带来的过错，本质上它是人为地增大前两有些过错，所以差分技能也相应打败SA方针带来的影响。
　　差分GPS技能消除公共过错原理
　　假定在间隔用户500公里以内，设置一部基准接纳机。它和用户接纳机一同接纳某一卫星的信号，那么咱们能够以为信号传至两部接纳机所途经电离层和对流层的状况根柢是一样，故所发作的推延也一样。由于接纳同一颗卫星，故星历过错、卫星时钟过错也一样。若咱们经过其它办法确知地址的三维座标（也能够用精度很高的GPS接纳机来结束，其报价比通常GPS接纳机高得多），那就可从测得伪距中，核算其间的过错。将此过错数据传送给用户，用户就可从丈量所得的伪距中扣减过错，就能抵达更准确的定位

上一篇：光缆链路的要害物理参数及丈量

下一篇：光纤通讯信道的特征