一、全球定位系統GPS簡介 　　全球衛星定位系統GPS是美軍70年代初在“子午儀衛星導航定位”技術上發展而起的具有全球性、全能性（陸地、海洋、航空與航天）、全天候性優勢的導航定位、定時、測速系統。GPS由三大子系統構成：空間衛星系統、地面監控系統、用戶接收系統。 空間衛星系統 　　空間衛星系統由均勻分布在6個軌道平面上的24顆高軌道工作衛星構成，各軌道平面相對于赤道平面的傾角為55Ο，軌道平面間距60Ο。在每一軌道平面內，各衛星升交角距差90Ο，任一軌道上的衛星比西邊相鄰軌道上的相應衛星超前30Ο。事實上，空間衛星系統的衛星數量要超過24顆，以便及時更換老化或損壞的衛星，保障系統正常工作。該衛星系統能夠保證在地球的任一地點向使用者提供4顆以上可視衛星。 　　空間系統的每顆衛星每12小時（恒星時）沿近圓形軌道繞地球一周，由星載高精度原子鐘（基頻F=10.23MHZ）控制無線電發射機在“低噪音窗口”（無線電窗口中，2至8區間的頻區天線噪聲最低的一段是空間遙測及射電干涉測量優先選用頻段）附近發射L1、L2兩種載波，向全球的用戶接收系統連續地播發GPS導航信號。GPS工作衛星組網保障全球任一時刻、任一地點都可對4顆以上的衛星進行觀測（最多可達11顆），實現連續、實時地導航和定位。 　　GPS衛星向廣大用戶發送的導航電文是一種不歸零的二進制數據碼D（t），碼率fd=50HZ。為了節省衛星的電能、增強GPS信號的抗干擾性、保密性，實現遙遠的衛星通訊，GPS衛星采用偽噪聲碼對D碼作二級調制，即先將D碼調制成偽噪聲碼（P碼和C/A碼），再將上述兩噪聲碼調制在L1、L2兩載波上，形成向用戶發射的GPS射電信號。因此，GPS信號包括兩種載波（L1、L2）和兩種偽噪聲碼（P碼、C/A碼）。這四種GPS信號的頻率皆源于10.23MHZ（星載原子鐘的基頻）的基準頻率。基準頻率與各信號頻率之間存在一定的比例。其中，P碼為精確碼，美國為了自身的利益，只供美國軍方、政府機關以及得到美國政府批準的民用用戶使用，C/A碼為粗碼，其定位和時間精度均低于P碼，目前，全世界的民用客戶均可不受限制地免費使用。 地面監控系統 　　地面監控系統由均勻分布在美國本土和三大洋的美軍基地上的5個監測站、一個主控站和三個注入站構成。該系統的功能是：對空間衛星系統進行監測、控制，并向每顆衛星注入更新的導航電文。 　　地面監控系統各站的主要任務是： 監測站 　　用GPS接收系統測量每顆衛星的偽距和距離差，采集氣象數據，并將觀測數據傳送給主控點。5個監控站均為無人守值的數據采集中心