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全球定位系統
（英語：Global Positioning System，通常簡稱GPS），又稱全球衛星定位系統，是一個中距離圓型軌道衛星導航系統。它可以為地球表面絕大部分地區（98%）提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。系統由美國國防部研製和維護，可滿足位於全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續精確的確定三維位置、三維運動和時間的需要。該系統包括太空中的24顆GPS衛星；地面上1個主控站、3個數據注入站和5個監測站及作為用戶端的GPS接收機。最少只需其中3顆衛星，就能迅速確定用戶端在地球上所處的位置及海拔高度；所能收聯接到的衛星數越多，解碼出來的位置就越精確。
GPS系統擁有如下多種優點：使用低頻訊號，縱使天候不佳仍能保持相當的訊號穿透性；全球覆蓋（高達98%）；三維定速定時高精度；快速、省時、高效率；應用廣泛、多功能；可移動定位；不同於雙星定位系統，使用過程中接收機不需要發出任何信號增加了隱蔽性，提高了其軍事應用效能。
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GPS系統的組成
GPS系統主要由 空間星座部分、地面監控部分 和 用戶設備部分 組成。
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一個隨著地球自轉的GPS衛星星座例子。在此例子中，可接收到的衛星數量是以北緯45°為基準，而此數量會隨著時間而變動。
空間星座部分
GPS衛星星座由24顆衛星組成，其中21顆為工作衛星，3顆為備用衛星。24顆衛星均勻分布在6個軌道平面上，即每個軌道面上有4顆衛星。衛星軌道面相對於地球赤道面的軌道傾角為55°，各軌道平面的升交點的赤經相差60° ，一個軌道平面上的衛星比西邊相鄰軌道平面上的相應衛星升交角距超前30°。這種布局的目的是保證在全球任何地點、任何時刻至少可以觀測到4顆衛星。
GPS衛星是由洛克菲爾國際公司空間部研製的，衛星重774kg，使用壽命為7年。衛星採用蜂窩結構，主體呈柱形，直徑為1.5m。衛星兩側裝有兩塊雙葉對日定向太陽能電池帆板(BLOCK I)，全長5.33m接受日光面積為7.2。對日定向系統控制兩翼電池帆板旋轉，使板面始終對準太陽，為衛星不斷提供電力，並給三組15Ah鎳鎘電池充電，以保證衛星在地球陰影部分能正常工作。在星體底部裝有12個單元的多波束定向天線，能發射張角大約為30度的兩個L波段（19cm和24cm波）的信號。在星體的兩端面上裝有全向遙測遙控天線，用於與地面監控網的通信。此外衛星還裝有姿態控制系統和軌道控制系統，以便使衛星保持在適當的高度和角度，準確對準衛星的可見地面。
由GPS系統的工作原理可知，星載時鐘的精確度越高，其定位精度也越高。早期試驗型衛星採用由霍普金斯大學研製的石英振蕩器，相對頻率穩定度為/秒。誤差為14m。1974年以後，GPS衛星採用銣原子鐘，相對頻率穩定度達到/秒，誤差8m。1977年，BOKCK II型採用了馬斯頻率和時間系統公司研製的銫原子鐘後相對穩定頻率達到/秒，誤差則降為2.9m。1981年，休斯公司研製的相對穩定頻率為/秒的氫原子鐘使BLOCK IIR型衛星誤差僅為1m。
地面監控部分
地面監控部分主要由1個主控站（Master Control Station ，簡稱MCS）、4個地面天線站（Ground Antenna）和6個監測站（Monitor Station）組成。
主控站位於美國科羅拉多州的謝裡佛爾空軍基地，是整個地面監控系統的管理中心和技術中心。另外還有一個位於馬里蘭州蓋茨堡的備用主控站，在發生緊急情況時啟用。
注入站目前有4個，分別位於南太平洋馬紹爾群島的瓜加林環礁，大西洋上英國屬地阿森松島，英屬印度洋領地的迪戈加西亞島和位於美國本土科羅拉多州的科羅拉多斯普林斯。注入站的作用是把主控站計算得到的衛星星歷、導航電文等資訊注入到相應的衛星。
注入站同時也是監測站，另外還有位於夏威夷和卡納維拉爾角2處監測站，故監測站目前有6個。監測站的主要作用是採集GPS衛星數據和當地的環境數據，然後發送給主控站。
用戶設備部分
用戶設備主要為GPS接收機，主要作用是從GPS衛星收到信號並利用傳來的資訊計算用戶的三維位置及時間。
定位誤差來源與分析 GPS定位在過程中出現的各種誤差根據來源可分為三類：與衛星有關的誤差、與信號傳播有關的誤差及與接收機有關的誤差。這些誤差對GPS定位的影響各不相同，且誤差的大小還與衛星的位置、待定點的位置、接收機設備、觀測時間、大氣環境以及地理環境等因素有關。針對不同的誤差有不同的處理方法。
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GPS的功能
一.精確定時：廣泛應用在天文台、通信系統基站、電視台中
二.工程施工：道路、橋樑、隧道的施工中大量採用GPS設備進行工程測量
三.勘探測繪：野外勘探及城區規劃中都有用到
四.導航：
1.武器導航：精確制導飛彈、巡弋飛彈
2.車輛導航：車輛調度、監控系統
3.船舶導航：遠洋導航、港口/內河引水
4.飛機導航：航線導航、進場著陸控制
5.星際導航：衛星軌道定位
6.個人導航：個人旅遊及野外探險
五.定位：
1.車輛防盜系統
2.手機，PDA，PPC等通信移動設備防盜，電子地圖，定位系統
3.兒童及特殊人群的防走失系統
4.精準農業：農機具導航、自動駕駛，土地高精度平整
六.提供時間數據：用於給電信基站、電視發射站等提供精確同步時鐘源
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GPS的六大特點
1.全天候，不易受任何天氣的影響
2.全球覆蓋（高達98%）
3.三維定點定速定時高精度
4.測站間無需通視
5.快速、省時、高效率
6.應用廣泛、多功能
7.可移動定位。
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其他定位系統
目前正在運行的全球衛星定位系統有美國的GPS系統和俄羅斯的GLONASS系統。
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全球衛星定位系統（GPS）， 伽利略定位系統（Galileo）和北斗二號（COMPASS）的頻率使用分布圖; E1淺紅色波段目前暫未探測到有信號
中國的北斗衛星導航定位系統，是中國自行研製開發的區域性有源三維衛星定位與通信系統（CNSS），是繼美國的全球定位系統（GPS）、俄羅斯的GLONASS之後第三個成熟的衛星導航系統。北斗衛星導航定位系統目前已經發射了10顆衛星，於2012年覆蓋亞太地區，2020年擴充為全球衛星導航系統。
歐盟1999年初正式推出「伽利略」計劃，部署新一代定位衛星。該方案由27顆運行衛星和3顆預備衛星組成，可以覆蓋全球，位置精度達幾米，亦可與美國的GPS系統兼容，總投資額為35億歐元。目前已經發射三顆實驗衛星，未提供服務。
全球衛星導航系統國際委員會為聯合國的一個非正式機構。其目的是促進與民用衛星定位、導航、正時和增值服務有關的問題及各種全球衛星導航系統的兼容性和互通性問題的合作和發展。
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應用
軍事 洲際彈道飛彈
商業 物流管理 行動電話 數位相機
地理 地理資訊系統 車載資訊系統 衛星地圖
運輸 航空
通信 GPS時鐘
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