浅谈GPS在生活中的应用

摘要：随着的广泛运用，使我们的生活发生了翻天覆地的变化，本文主要阐述了在我们生活中的应用。

关键词：GPS的发展 生活应用 优缺点

一、GPS的介绍

（一）GPS定义

GPS的全称是Global Positioning System，用英文翻译过来的全球定位系统，中文简称为“球位系”。 GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统，主要目的用于陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。

（二）GPS发展

GPS前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

二、GPS生活中应用

（一）GPS在飞机系统中的应用

按照机载导航系统的功能划分，GPS在航空导航中的应用以下几个方面：

1、航路导航

GPS和一种称之为接收机自主完善性监测（RAIM）的技术能满足洋区航路对GPS的导航精度、完善性？和可用性的要求，而且精度也能满足大陆空域航路的要求。GPS的精度远优于现有任何航路用导航系统，这种精度的提高？和连续的改善有助于有效利用空域，实现最佳的空域划分和管理、空中交通流量？管理以及飞行路径管理，为空中运输服务开辟了广阔的应用前景，同时也降低了营运成本，？保证了空中交通管制的灵活性。

2、进场/着陆

GPS及其广域增强系统完全？满足非精密进场/着陆对清度、完善性和可用性的要求；再用局域伪距差分技术/系统增强，能满足CAT-1、2类精密进场的要求。由于GPS着陆系统设备简单、无需复杂的地面支持？系统，它将适合于任何机场，包括私人机场和山区机场。理论上，GPS着陆系统可以引导？飞机沿着任意一条飞行剖面和进场路径着陆，这就增强了各种机场着陆的灵活性和盲降能力。

3、场面监视和管理

包括终端飞行管理和机场场面监视/管理。场面监视和管理的目的就是要减少起飞和进场滞留时间，监视和调度机场的飞机、车辆和人员，最大效率地利用终端？空间和机场，以保证飞行安全。GPS、数字地图和数字通信链为开发先进的场面导航、通信和？监视系统提供了全新的技术，可以确信基于GPS/数字地图的场面监视和管理将为机场带来很大效益。

4、航路监视

GPS和航空移动卫星系统的出现？，将改变这种传统的监视方法，机载GPS导航系统通过通信自动报告自己的位置这种"自动？相关监视系统ADS"已经提出，目前的演示和实验已经证明ADS为飞行各阶段的监视都会带？来益处，特别是为了洋区和内陆边远地区空域实现自动自动监视业务提供了可能。这将杉其有效地减轻飞行员/管制人员的工作负担，同时也增加了ATM的灵活性。

5、飞行试验与测试

在新机型、新机载设备、机载武器系统或地面服务系统设计、定型、测试中，基于GPS的飞行状态参数测量系统或可作为基准，可比较的辅助设备将使飞行试验及数据？处理和飞行测试变的简单和节省开支。

6、航测

除了一般飞机要求的导航、起降功能外，用于航测的飞机还需要提供记载测量或摄影设备的位置及时信息交联、数据记录及事后处理。

（二）汽车系统

汽车导航设备由 GPS天线和GPS接收机组成CPS导航设备。目前天空有两套较大全球定位系统。除采用单一系统接收外，也可以采用组合双系统接收（GPS+GLONASS=GNSS）。由于两个系统的工作频率、坐标系、传输识别方法不同，所以对天线和接收机的参数要作相应改变方可工作。根据卫星倾角、轨道面及其上面分布的卫星数量的不同，在地球上任一点最多可能接收到8颗卫星参数。而根据定位要求只要接收到4颗卫星参数就能求出地面定位坐标。

三、GPS的优缺点

（一）GPS的优点

1、全球全天候定位。GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务（除打雷闪电不宜观测外）。

2、定位精度高。GPS相对定位精度在50km以内可达10-6m，100-500km可达10-7m，1000km可达10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测时解其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较，其边长较差最大为0.5mm，校差中误差为0.3mm。

3、观测时间短。随着GPS系统的不断完善， 20km以内相对静态定位，仅需15-20分钟；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；采取实时动态定位模式时，每站观测仅需几秒钟。

4、测站间无需通视。GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。

5、仪器操作简便。随着GPS接收机的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”。

6、可提供全球统一的三维地心坐标。GPS水准可满足四等水准测量的精度，另外，GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。

（二）GPS定位缺点

1、系统确定位置受气候、电离层、对流层、空气、电磁波等因素的影响会存在偏差。

2、GPS高程测量能够达到一定的精度，但用GPS施测的市政工程测量控制点，应进一步用常规仪器进行水准联测。

3、GPS测量更适用于视野开阔、障碍物较少的新建区，野外、勘探定位等。

4、GPS测量成果与常规测量成果之间，不同型号测量成果之间存在的差异比较大。

参考文献：

[1]韩高楼.GPS定位技术的优缺点[J].陕西建筑.2010，（176）.