全球定位导航系统（GPS）在航空物探中的应用
可以这么解释:定位:首先要明确的是要知道卫星发射的信号是无线信号,无线信号传播是需要时间的,收到四颗或以上卫星时,定位点相当于在以卫星为中心的四个球面上,卫星到球面的距离=无线信号速率(光速)*无线信号传输时间(通过同步系统来计算).通过解四维方程得出定位点位置.通讯:这个就太简单了,相当于我们用手机发短信,只是把地面的移动基站搬到天上卫星上去了. 不知我这么解释你能明白么.
卫星导航定位终端设备行业的现状与趋势分析
摘要：本文以高精度卫星导航定位终端设备行业的发展为研究对象，论文首先分析了卫星导航定位终端设备行业的发展现状和基本特点，进而探讨了卫星导航定位应用市场的规模与发展现状，在此基础上，笔者详细分析了卫星导航定位终端设备细分产品市场的竞争态势，探讨了整个终端设备行业发展的趋势，全文是对我国高精度卫星导航定位终端设备行业现状与未来发展趋势的全面总结与分析，相信对相关同行有着重要的指导作用。
关键词：高精度卫星导航定位终端设备竞争现状趋势中图分类号：P185文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0074-021卫星导航定位终端设备行业发展概况1.1发展现状1.1.1发展历程中国卫星导航定位终端设备行业起步较早，但只在近些年才真正发展起来，军用和民用市场齐头并进。
中国从八十年代中期开始引进GPS技术。
随着全球卫星导航定位产业的发展，以及第一代自主卫星导航系统——北斗系统的建成，卫星导航定位技术与产品已进入我国国民经济的多个领域并发挥了重要作用，尤其在测绘、勘探、海上渔业、车辆定位监控等方面。
从企业发展的角度来看，卫星导航定位终端设备行业的发展历程大致可划分为五个阶段，如图1.2
古代航海几种常用的定位技术的浅析
（一）季风航。
中国对季认识很早，利用风动力航海，也在年前的夏代就开始了。
中国人很早就掌握了西太平洋与北印度洋的季风规律，并已应用于航海活动。
实际上，东汉应勋在《风俗通义》已经提到：“五月有落梅风，江淮以为信风。
”，“落梅风”意即梅雨季节以后出现的东南季风。
两汉时期人们只有利用季风，才能做远洋航行。
但对季风的利用比较被动。
晋代高僧法显（约337年—422年）访问印度，是从海路回国的，到爪哇不得不等待季风达5个月。
到宋代，对季风的利用就自由得多了，由于帆船的技术大为改进，已经可以做到“风来八面，唯头不可行”，即除了当头的方向而外，船可以向其他7个方向前进。
这种技术，西方在16世纪以后才掌握。
三宝太监郑和（1373年—1435年）大规模的航海活动，就是在掌握了季风规律且有良好的航海技术的情况下进行的。
郑和的船队在世界上是空前庞大的。
宝船长44丈、宽18丈，可载人。
62艘船装载了丝绸、瓷器、宝货，乘2.78万人。
公开的目的是向番邦“宣谕圣教”，秘密的使命是寻访明惠帝（朱允文，年号建文）的下落。
因为明成祖（朱隶）是从侄儿建文帝那里夺取帝位的，不找到建文他就不能放心做皇帝。
这两个目的都没有结果，客观的效果却是使海上丝绸之路变得很畅通了。
从明成祖永乐三年（1405年）至明宣宗宣德八年（1433年），郑和七下西洋，时间是永乐年间的1405年—1407年、1407年—1409年、1409年—1411年、1413年—1415年、1417年—1419年、1421年—1422年六次，宣德年间的1431年—1433年一次。
从这个时间表可以看出，前三次行动是相当的急切，连年都在海上，后几次才有所间歇。
郑和死后，就没有这样大规模的航行了。
他的副使王景宏、侯显章，随行官员马欢、费信、巩珍等都留下了宝贵的资料，马欢的《瀛涯览胜》、费信的《星槎览胜》，描写了西洋各国的气候和风物。
人亡事寝，此后一百多年，朝廷没有人组织与西洋交往的海上航行。
到万历年间（1573年—1619年），曾有人提出遣使通西洋，那时项忠为兵部尚书，接圣旨要查西洋水程，查了三天，竟查不到当年郑和留下的档案材料。
原来是兵部官员刘忠宣抢先一步把郑和档案藏匿起来了，言官们又纷纷谏阻，通西洋的事就再无人提了。
就在郑和以后不久，葡萄牙、西班牙的航海事业超过了中国，虽然规模、装备和技术还不如郑和的船队，但向西行可以到达东方的思路正确，哥伦布（约1451年—1506年）于1492年带着西班牙国王致中国皇帝的信发现了美洲。
（二）地文航海术。
地文航海，根据地上物标确定船位和引航的应用学科，是航海学的一个分支，利用地文学原理，通过罗经、雷达等航海设备观测陆地上或海面上（如灯船）的物标并依靠海图作业进行定位和导航，引导舰艇从一地航行到另一地的航海理论和方法，主要内容包括航海基础知识，航线设计，航迹推算，陆标定位以及航行方法等。
古代航海技术的不发达，决定了航海活动基本上保持在近海地区。
远洋航行的船舶从东亚大陆起航后，首段航程基本上不出大陆海岸和太平洋西岸岛弧之间的海域。
亚洲大陆东海岸的特定自然条件，决定了古代东亚航海主要采用地文导航。
地文导航是先民在千百年的航海实践中发展起来的。
古时航海的动力主要是风力和洋流，因而船舶的航速和航线还不能完全由舟人主观意愿操纵，在这种情况下，随时确定船舶的方位，成了安全航行、保持正确航向目的港的最重要因素之一。
古代中国海船的地文导航术中主要是陆标导航。
这种导航法要求水汽船牢记所经地区的岛屿、大陆海岸地标的方位和自然地貌，并能从各个方向和各种气候条件下辩识之。
除了陆标导航之外，确定船舶方位的辅助手段还有海底地貌识别法，例如测量水探、在铅锤底涂蜡油或黄油粘起泥沙以核查海底地表土质、察看海水水色等。
因此为了正确导航，舟人必须牢记海上及大陆边缘海区的地貌形态。
为了将导航术传示子孙后人，有些舵师把沿线山屿形势绘成图，并用文字把陆标、港湾水深、海底土质记录下来。
这些资料后来发展成为更路簿、针经和海图等资料。
（三）天文定位导航术。
利用对自然天体的测量来确定自身位置和航向的导航技术。
由于天体位置是已知的，测量天体相对于导航用户参考基准面的高度角和方位角就可计算出用户的位置和航向。
天文导航系统不需要其他地面设备的支持，所以是自主式导航系统。
不受人工或自然形成的电磁场的干扰，不向外辐射电磁波，隐蔽性好，定位、定向的精度比较高，定位误差与定位时刻无关，因而得到广泛应用。
春秋战国时期，海上导航技术已与天文学联系起来。
战国时期人们已经对二十八星宿和一些恒星进行了定量观测，并取得了可喜成果，并把海上航行与天文学相结合，利用北极星为航行定向。
战国时期，磁石“司南”已发明。
但其用途主要用于陆上定位。
春秋战国时期主要以太阳和北极星为海上导航标志。
在先秦时期天文导航的基础上，秦汉时期的导航技术有了进一步的提高。
据《汉书·艺文志》载，西汉时海上导航的占星书已有《海中星占验》十二卷，《海中五星经杂事》二十二卷等有关书籍总计达一百三十六卷之多，可能是中国航海人员载航海过程中总结出来的天文经验和规律。
其内容应是记录航海中对星座、行星等位置判定以确认航线。
唐代天文定位术的发展，集中体现在利用仰测两地北极星的高度来确定南北距离变化的大地测量术。
开元年间天文学家憎一行已可以利用“复矩”仪器来测量北极星距离地面的高度，虽与实际数字有一定的差距，但这是世界首次对子午线的实测，而且这种测量术很可能已经在航行中使用。
唐代航行者已掌握利用北极星的高度而进行定位导航。
牵星术，乃是当时一种利用天文状况进行测位的航海技术。
即在船上利用牵星板来观察某一星辰的高度，借以确定船只所在的地理位置。
特别是在深海中，地形水势难以提供有效的识别，无所凭依，往往以天象来确定航位。
《郑和航海图》中就附有《过洋牵星图》，记录在印度洋地区的牵星航海。
（四）海洋潮汐知识。
秦汉时代，人们对潮汐的认识已越过表面现象，并进而探究潮汐成因以及与其他事物之间的内在关联。
在春秋战国时代，人们对于潮汐升降特别是通河口的明显奇特的潮汐现象虽有所观察，但感到难以理解，只得归咎为神力迷信。
然而到了汉代，特别是东汉，人们关于潮汐的认识有了突破。
东汉王充在《论衡·书虚篇》中，更对传统的关于潮汐的迷信观念提出了有力的批判。
他说，潮汐是“天地之性，上古有之。
经曰：‘江汉朝宗于海’，唐虞之前也”，绝非从伍子胥时代才有。
又说，“其发海中之时，漾驰而已；入三江（指钱塘江、山阴江、上虞江）之中，殆小浅狭，水激沸起，故滕为涛”。
成功地解释了江河入海口的暴涨潮现象。
最后，他正确地提出了“涛之起也，随月盛衰”的科学假说，第一次把潮汐成因与月球运动联系起来，为我国古代的潮汐理论与有关的生产实践活动（如航海）作出了杰出的贡献。
（五）航路指南。
宋元人不但能依据熟悉的陆标来确定船舶安全通过的航道或锚泊的场所。
宋代的已有了明确的航路指南。
到了宋代，航路指南更趋具体化，对安全航路、航行方法、海上航程、危险物等的记述日益明确、详细，使航海者取得了更多的主动权与自由度。
如在国内北洋航行中，成山角是主要的拐向航点，元代航海者在“黑水洋”“过黑水洋”与“北洋官绿水”内，都有迅速与安全地找到它的航路指南。
（六）航用海图。
宋代的航用海图，是根据海上活动需要而绘制的专用地图。
在海图上，一般应能反映出一定水域的地形地貌、水文要素，定位条件用其他与航行有关的资料和说明。
到了元代航海图的应用更为普遍。
宋末元初，北洋航区的海图已广泛用于民间。
不过值得庆幸的是，在明代的《海道经》尚保存了一卷元人底本的《海道指海图》。
（七）指南针与磁罗盘导航。
指南针的前身——“司南”早在战国时即已问世。
但是这种由天然磁石加工而成的圆勺形测向器，显然不适于在波涛颠荡的海洋上应用。
到了宋代，由于科技水平的全面提高，特别是由于人工磁化技术的出现，才使这些划时代的导航仪器的诞生成为可能。
它是“以针横贯灯心（即灯心草），浮于水上，亦指南，然常偏丙位”。
由于不论船舶在海中如何摇摆，而容器中的水面总有维持水平的倾向，因此，水浮针的指向效果相当稳定。
同时，值得注意的是，北宋人所谓指南针“常微偏东”或“常偏丙位”（即正南偏东15度），表明当时已认识到地磁偏角的存在。
这对于提高船舶的导航精度具有重大意义，比1492年哥伦布在横渡大西洋到达“新大陆”时的同样发现，早出4个世纪以上，是古代中国磁学与导航技术走在世界前列的明证之一。
当然，罗盘针在当时已成为主要的一种航路指南手段，这是元代地文航海技术的重大进步之一。
罗盘针的应用，在世界航海史上上一件划时代的大事。
中国磁罗盘的发明及在世界上的广泛应用，使西方中世纪的海图与航海技术发生了根本的变革。
（八）船舶操纵技术。
船舶操纵技术包括驶帆、操舵、测深、用锚等技术。
从有关历史文献考察发现，宋元人已颇精此道，他们在驶帆、操舵、测深、用锚等船艺方面已有相当水准。
宋元的航海技术非但奠定了中国古代航海技术中的最主要、最先进部分的基础，而且对此后的中外航海活动产生了极为深远的影响。
它的出现，从根本上看，是宋元及其以前历代中国古代航海者长期的航行实践、科学观察、经验积累和大胆创新的历史产物。
定位系统的简介
北星导统目前已经完成16颗组网卫射。
北斗卫星导航系统今起向亚太大部分地式提供区域服务，包括定位、导航、双向授时和短报文信息服务。
基本服务性能：位置精度平面10米、高程10米;测速精度每秒0.2米;授时精度单向50纳秒。
且随着这些年的建设目前已经在以下方面得到了大规模的应用：1、军用领域最先使用北斗卫星导航系统； 2、电力、通信领域使用北斗高精度授时；3、交通、测绘使用北斗定位；4、公安、应急抢险、野外救援等领域使用北斗定位和短报文； 5、海关集装箱管理、民航使用北斗授时和定位；
分析我国建立北斗卫星导航系统的重大意义
第一，国家安全建立自己星导航系统，避免在的战争中受人，同时我们还有了同手段可以反制敌人。
（导弹要导航，行军要定位，还得知道哪可以躲，哪可以藏，敌人躲在哪，这都要靠卫星导航定位系统，如果我们用别人的，不自己开发，那将来打起仗来，敌人不给我们用他的系统我们该怎么办，或者敌人给我用，但是给我们提供错误虚假信息怎么办，我们信息泄露了怎么办
最关键的，就是我们有了自己的系统之后，我们就可以打敌人了，这样敌人在开战之前也要想一想后果了。
所以说，为了国家安全，我们要建立这个）第二，经济效益他每年能创造巨大的经济效益。
一方面，我们省去原来用来引进国外系统的巨额资金。
另一方面，我们自己的系统以低价服务国内用户，可以让更多行业部门应用上这种高科技设备，从而创造更多的社会价值和物质财富。
还有一方面，我们可以将我们的系统，投放到国际市场，参与国际竞争，赚取外汇。
第三，技术储备科学技术的发展永不止步，我们发展了自己的卫星导航系统，我们就有了相应的技术储备，也就意味着我们国家的科学技术水平已经达到了世界先进水平，有了这些技术储备，我们就可以在将来的新的一轮科技大潮中抢占制高点，引领世界，而不是总像这三百年以来一样被西方人牵着鼻子走。
总有一天，我们要回复汉唐，重新成为全世界的领头羊。
卫星定位
卫星定位（Global Positioning System），是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。
这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。
这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。
基本概念定位系统即全球定位系统（Global Positioning System）。
简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。
这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。
这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。
历史发展全球定位系统（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。
其主要目的是为陆、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，是美国独霸全球战略的重要组成。
经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
系统组成GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———GPS星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS 信号接收机。
GPS定位技术具有高精度、高效率和低成本的优点，使其在各类大地测量控制网的加强改造和建立以及在公路工程测量和大型构造物的变形测量中得到了较为广泛的应用。
2传播系统编辑由24颗卫星组成。
其中。
工作卫星21颗，备用卫星3颗，平均分布在6个轨道上，每个轨道4颗卫星，在半径26560千米的近圆形轨道上运行，运行周期11小时58分钟。
空间卫星系统保证地面上任何地点，任何时间都可以观测到4颗以上的卫星，并接受到卫星携带的无线电发射机连续播放的GPS导航信号。
3导航仪编辑简单地说，GPS导航仪就是能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的汽车驾驶辅助设备。
它包括两个重要的组成部分：一是全球定位系统（Global Positioning System）简称GPS。
它是由空间卫星、地面监控和用户接收等三大部分组成。
在太空中有24颗卫星组成一个分布网络，分别分布在6条离地面2万公里、倾斜角为55°的地球准同步轨道上，每条轨道上有4颗卫星。
GPS卫星每隔12小时绕地球一周，使地球上任一地点能够同时接收7～9颗卫星的信号。
地面共有1个主控站和5个监控站负责对卫星的监视、遥测、跟踪和控制。
它们负责对每颗卫星进行观测，并向主控站提供观测数据。
主控站收到数据后，计算出每颗卫星在每一时刻的精确位置，并通过3个注入站将它传送到卫星上去，卫星再将这些数据通过无线电波向地面发射至用户接收端设备。
注：这个系统最初是由美国陆海空三军于20世纪70年代联合研制的，它的主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要部署。
GPS系统历经20余年的研究实验，耗资300亿美元，直到1994年3月全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座才正式布设完成。
GPS系统的应用不仅局限在军事领域内了，而是发展到汽车导航、大气观测、地理勘测、海洋救援、载人航天器防护探测等各个领域。
二是汽车导航系统。
光有GPS系统还不够，它只能够接收GPS卫星发送的数据，计算出用户的三维位置、方向以及运动速度和时间方面的信息，没有路径计算能力。
用户手中的GPS接收设备要想实现路线导航功能还需要一套完善的包含硬件设备、电子地图、导航软件在内的汽车导航系统。
GPS导航仪硬件包括芯片、天线、处理器、内存、屏幕、按键、扬声器等组成部分。
市场中的GPS汽车导航仪在硬件上的差距并不大，主要区别还是集中在内置的软件和地图上。
在这里需要提醒大家注意一点，人们习惯上总是关心导航仪内预装何种地图，实际上这是混淆了地图和软件两者的区别。
所谓地图其实只是数据，而软件是搜索引擎。
地图中各种地理信息综合在一起的庞大数据如何被用户所应用
如何才能反应到导航界面中
这就要借助于软件来实现了。
因此导航地图离不开软件的支持，反过来再优秀的软件系统如果没有详细的地图数据也是白搭。
总结一下，一部完整的GPS汽车导航仪是由芯片、天线、处理器、内存、显示屏、扬声器、按键、扩展功能插槽、电子地图、导航软件10个主要部分组成。
判断GPS导航仪的优劣，导航仪所能接收到的GPS卫星数量和路径规划能力是关键。
导航仪所能接收到的有效卫星数量越多，说明它当前的信号越强，导航工作的状态也就越稳定。
如果一台导航仪经常搜索不到卫星或者在导航过程中频繁地中断信号影响了正常的导航工作，那它首先质量就不过关更谈不上优劣了。
4前身编辑GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。
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，为GPS系统的研制埋下了铺垫。
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。
为此，美国海军研究实验室（NRL）提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。
而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道 该计划以伪随机码(PRN）为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。
伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。
海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。
由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO）领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。
该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
5常用术语编辑（这里解释全球定位系统已经太多了，我就不啰嗦了，把它设成超级链接，想看就点击吧）1.坐标（Cordinate)有二维和三维两种表示。
2.路标（Landmark or waypoint)GPS内存的一个坐标值。
3.路线（Route)路线是GPS内存中存储的一组数据，包括一个起点和一个终点的坐标，还可以包括若干中间点的坐标，每两个坐标之间的线段叫一条腿。
4.前进方向（Heading)GPS没有指北针的功能，静止不动时是不知道方向的。
5.导向（Bearing）6.日出日落时间（Sun set\\\/raise time)7.足迹线（Plot trail)6构成编辑空间部分GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成，它位于距地表20 200km的上空，均匀分布在6 个轨道面上（每个轨道面4 颗），轨道倾角为55°。
此外，还有4 颗有源备份卫星在轨运行。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图象。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS 卫星产生两组电码，一组称为C\\\/ A 码( Coarse\\\/ Acquisition Code11023MHz) ；一组称为P 码（Procise Code 10123MHz),P 码因频率较高，不易受干扰，定位精度高，因此受美国军方管制，并设有密码，一般民间无法解读，主要为美国军方服务。
C\\\/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后，主要开放给民间使用。
地面部分地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。
监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。
监测站将取得的卫星观测数据，包括电离层和气象数据，经过初步处理后，传送到主控站。
主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后将结果送到3 个地面控制站。
地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS 卫星每天一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
如果某地面站发生故障，那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间，但导航精度会逐渐降低。
设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。
其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。
当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。
根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。
接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。
GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。
接收机一般采用机内和机外两种直流电源。
设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。
在用机外电源时机内电池自动充电。
关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。
各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。
7原理编辑GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C\\\/A码和军用的P(Y）码。
C\\\/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。
而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b\\\/s调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。
前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。
对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。
严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。
一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。
相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。
单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。
相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。
相对论为GPS提供了所需的修正全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息，精确的距离测量需要精确的时钟。
因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应。
准确度在30米之内的GPS接受器就意味着它已经利用了相对论效应。
华盛顿大学的物理学家Clifford M. Will详细解释说：“如果不考虑相对论效应，卫星上的时钟就和地球的时钟不同步。
”相对论认为快速移动物体随时间的流逝比静止的要慢。
Will计算出，每个GPS卫星每小时跨过大约1.4万千米的路程，这意味着它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。
而引力对时间施加了更大的相对论效应。
大约2万千米的高空，GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。
结果就是星载时钟每天快45微秒， GPS要计入共38微秒的偏差。
Ashby解释说：“如果卫星上没有频率补偿，每天将会增大11千米的误差。
”（这种效应实事上更为复杂，因为卫星沿着一个偏心轨道，有时离地球较近，有时又离得较远。
）8前景编辑由于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。
随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C\\\/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。
据有关专家预测，在美国，单单是汽车GPS导航系统，2000年后的市场将达到30亿美元，而在中国，汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。
可见，GPS技术市场的应用前景非常可观。
9特点应用编辑主要特点（1）全天候；（2） 全球覆盖；（3）三维定速定时高精度；（4）快速省时高效率：（5）应用广泛多功能；（6）操作简便。
功用全球定位系统的主要用途：（1）陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；（2）海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；（3）航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
应用主要是为船舶，汽车，飞机等运动物体进行定位导航。
例如：1.船舶远洋导航和进港引水2.飞机航路引导和进场降落3.汽车自主导航4.地面车辆跟踪和城市智能交通管理5.紧急救生6.个人旅游及野外探险7.个人通讯终端（与手机，PDA，电子地图等集成一体）1.电力，邮电，通讯等网络的时间同步2.准确时间的授入3.准确频率的授入1.各种等级的大地测量，控制测量2.道路和各种线路放样3.水下地形测量4.地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测5.GIS应用6.工程机械（轮胎吊，推土机等）控制7.精细农业◆GPS在道路工程中的应用GPS在道路工程中的应用，主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。
随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。
国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。
实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。
GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。
由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。
GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。
◆GPS在汽车导航和交通管理中的应用三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。
汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。
汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。
GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。
GPS技术在导航仪中的应用举例国际领先GPS导航仪品牌：Ahada（艾航达）――源自美国硅谷，现已登录中国
Ahada（艾航达）――专注于发展先进的GPS卫星导航便携式设备供应商，公司产品线涉及便携式导航、GPS手机导航及个人手持导航装置等全系列GPS便携产品。
Ahada（艾航达）――在美国硅谷、中国分别成立研发、生产、销售的机构，汇集多位在GPS、通讯领域拥有多年经验的国际化一流科技精英，实现Ahada的领先技术和卓越品质。
国内上线首款产品：Ahada N310――高性价比机王（为商务精英和白领女性量身定做的GPS导航仪机型）
