GPS的多元化应用

gps是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。进入21世纪，全球定位系统(GPS)在各方面的应用都得到了加强和发展。本文对GPS在21世纪的最新发展情况，特别是当前国内外GPS服务(1GS)的产品、应用等方面作简单介绍。

GPS 1GS 应用

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是一种定时和测距的空间交会定点的导航系统，可以向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

一、GPS的特点

1．定位精度高。应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，100-500KM可达10-7，1000KM可达10-9。

2．观测时间短。随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15～20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1～2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。

3．提供三维坐标。GPS测量，在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

4．GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务只是安置并开关仪器，量取仪器高，监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其他观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。

5．全天候作业。GPS观测工作，可以在任何地点，任何时间连续的进行，一般也不受天气状况的影响。

二、GPS的应用

1．船舶远洋导航和进港引水

2．飞机航路引航和进场降落

3．汽车自主导航

4．地面车辆跟踪和城市智能交通管理

5．个人通讯终端

6．水下地形测量等等

进入21世纪，全球定位系统(GPS)在各方面的应用都得到了加强和发展。

1.GPS连续运行站网和综合服务系统的发展

由全球GPS连续运行站(约200个)所组成的IGS(International GPS Service)，是GPS连续运行站网和综合服务系统的范例。它无偿向全球用户提供GPS各种信息，如GPS精密星历、IGS站坐标及其运动速率、IGS站所接收的GPS信号的相位和伪距数据、地球自转速率等。这些信息在大地测量和地球动力学方面支持了无数的科学项目，包括气象、参考框架、精密时间传递、地壳运动等。

2.GPS应用于电离层、对流层监测

GPS在监测电离层方面的应用，也是GPS空间气象学的开端。太空中充满了等离子体、宇宙线粒子、各种波段的电磁辐射，由于太阳常在1秒钟内抛出百万吨量级的带电物，电离层由此而受到强烈干扰，这是空间气象学研究的一个对象。通过测定电离层对GPS讯号的延迟来确定在单位体积内总自由电子含量(TEC)，以建立全球的电离层数字模型。

在GPS应用于对流层研究中，IGS的快速轨道和预报轨道信息对于天气预报会起重大作用。此外，IGS通过德国GFZ的“IGS对流层比较和协调中心”提供的每2小时的对流层天顶延迟系列就象是控制点，对于区域性或局部性的对流层研究来说，可以起到对流层延迟绝对值的标定作用。

3.GPS作为卫星测高仪的应用

多路径效应是GPS定位中的一种噪音，至今仍是高精度GPS定位中一个很不容易解决的“干扰”。过去几年利用大气对GPS信号延迟的噪声发展了GPS大气学，目前也正在利用GPS定位中的多路径效应发展GPS测高技术，即利用空载GPS作为测高仪进行测高。它是通过利用海面或冰面所反射的GPS信号，求定海面或冰面地形，测定波浪形态，洋流速度和方向。通常卫星测高或空载测高测的是一个点，连续测量结果在反向面上是一个截面，而GPS测高则是测量有一定宽度的带，因此可以测定反射表面的起伏(地形)。据报告，试验时在空载平面安装2台GPS接收机，1台天线向上用于对载体的定位，1台天线向下，用于接收GPS在反射面上的讯号。

4.手持GPS导航产品将进入快速发展期

随着我国城市建设和改造步伐加快，新建的楼堂馆所，新铺的柏油马路让一些本来熟悉的地方变得陌生，对目的地及周边环境的精准查询需求带动了GPS导航产品市场的繁荣。据相关统计，欧美国家导航设备普及率达到90%，日本更是超过95%。一项对3G应用的展望和创意的专业调查显示，17.79%的被调查者选择了3G网络视频对话，15.34%的被调查者选择了GPS/地图搜索，在3G时代来临之际，人们对GPS/电子地图的关注，足以显现它对日常生活中的重要性。

三、结束语

众所周知，目前在国内通信领域，最火的就是正在试运行的TD-SCDMA――3G标准。作为新一代的通信技术，3G带给人们非常多的期许。在国内的GPS导航领域也在经历着一场蜕变，第三代PND类导航产品的应运而生，已经把人们带进了全新的导航时代。当然也要注意GPS与国家安全的问题。

参考文献：

[1]黄声享，郭志英，易庆林.GPS在测量工程中的应用.测绘出版社，2007，8.

[2]徐绍铨，张华海，杨志强.GPS测量原理及应用.武汉大学出版社，2008，7.

本文是安徽三联学院校级项目《基于GPS时钟的打铃控制器设计与实现》。