全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
GPS系统的特点:
1、 全球，全天候工作：
能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。
2、 定位精度高：
单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
3、 功能多，应用广：
随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大
GPS发展
在卫星定位系统出现之前，远程导航与定位主要用无线导航系统。
1、无线电导航系统
● 罗兰--C：工作在100KHZ，由三个地面导航台组成，导航工作区域2000KM，一般精度200-300M。
● Omega（奥米茄）：工作在十几千赫。由八个地面导航台组成，可覆盖全球。精度几英里。
● 多卜勒系统：利用多卜勒频移原理，通过测量其频移得到运动物参数（地速和偏流角），推算出飞行器位置，属自备式航位推算系统。误差随航程增加而累加。
缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高
2、卫星定位系统
最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。由于该系统卫星数目较小（5-6颗），运行高度较低（平均1000KM），从地面站观测到卫星的时间隔较长（平均1.5h），因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。
为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求。1973年美国国防部制定了GPS计划。
3、GPS发展历程
GPS实施计划共分三个阶段：
第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
GPS原理
1、GPS系统的组成
GPS由三个独立的部分组成：
● 空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。
● 地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。
● 用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。
2、GPS定位原理
GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。
DGPS原
目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
差分GPS分为两大类：伪距差分和载波相位差分。
1． 伪距差分原理
这是应用最广的一种差分。在基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较，得出伪距改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度。
这种差分，能得到米级定位精度，如沿海广泛使用的“信标差分”
2．载波相位差分原理
载波相位差分技术又称RTK（Real Time Kinematic）技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。
载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。
GPS应用
按 其 作 用 分
GPS应用于导航
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）
GPS应用于授时校频
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
GPS应用于高精度测量
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
正如人们所说："GPS的应用，仅受人们的想象力制约。"GPS问世以来，已充分显示了其在导航，定位领域的霸主地位。许多领域也由于GPS的出现而产生革命性变化。目前，几乎全世界所有需要导航，定位的用户，都被GPS的高精度，全天候，全球覆盖，方便灵活和优质价廉所吸引。
我国的GPS应用发展势头迅猛，短短几年，GPS在我国的应用已从少数科研单位和军用部门迅速扩展到各个民用领域，GPS的广泛应用改变人们的工作方式，提高了工作效率，带来了巨大的经济效益。可以说，GPS在我国的应用前景是无限的。
GLONASS系统
GLONASS系统从理论上有24颗卫星，但由于卫星使用寿命和资金紧张等问题，实际上的可用卫星远远少于24，但你知道具体的数目吗？
不知道?那让我来告诉你吧：8颗。
GLONASS系统简介
GLONASS是GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)的字头缩写，是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。
GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成，均匀分布在3个近圆形的轨道平面上，每个轨道面8颗卫星，轨道高度19100公里，运行周期11小时15分，轨道倾角64.8°。
与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式，根据载波频率来区分不同卫星（GPS是码分多址（CDMA），根据调制码来区分卫星）。每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz)，其中k=1～24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同，均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。
GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码：S码和P码。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。
GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m。
GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨，卫星采用三轴稳定体制，整量质量1400kg，设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。到目前为止，共发射了80余颗GLONASS卫星，最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。
为进一步提高Glonass系统的定位能力，开拓广大的民用市场，俄政府计划用4年时间将其更新为Glonass-M系统。内容有：改进一些地面测控站设施；延长卫星的在轨寿命到8年；实现系统高的定位精度：位置精度提高到10～15m，定时精度提高到20～30ns，速度精度达到0.01m／s。
另外，俄计划将系统发播频率改为GPS的频率，并得到美罗克威尔公司的技术支援。
GLONASS系统的主要用途是导航定位，当然与GPS系统一样，也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等。
GLONASS系统和GPS系统的比较
GLONASS系统和GPS系统的比较
项目 GPS系统 GLONASS系统
星座卫星数 24 24
轨道面个数 6 3
轨道高度 20183公里 19100公里
运行周期 11小时58分 11小时15分
轨道倾角 55度 65度
载波频率 L1:1575.42MHz L1:1602.56-1615.50MHz
L2:1227.60MHz L2:1246.44-1256.50MHz
传输方式 码分多址 频分多址
调制码 C/A-码和P-码 S码和P码
时间系统 UTC UTC
坐标系统 WGS-84 SGS-E90
SA 有（2000年5月1日取消） 无
AS 有 无
GPS+GLONASS系统对纯GPS系统的改进
1) 可见卫星数增加一倍：GLONASS卫星星座组网完成后，可用于导航定位的卫星总数将增加一倍。在地平线以上的可见卫星数纯GPS系统时，一般为7-11颗；GPS+GLONASS系统则可达到14-20颗。在山区或城市中，有时因障碍物遮挡，纯GPS可能无法工作， GPS+GLONASS则可以工作。
2) 提高生产效率：在测量应用中，GPS测量所需要的观测时间取决于求解载波相位整周模糊度所需要的时间。观测时间越长或可观测到的卫星数越多，则用于求解载波相位整周模糊度的数据也就越多，求解结果的可靠性越好。为了提高生产效率，常使用快速定位、实时动态测量（RTK）或后处理动态测量。但要满足一定的精度要求，必须正确求解载波相位整周模糊度，可观测到的卫星数增加得越多，则求解载波相位整周模糊度所需要的观测时间就可缩短得越多，因此GPS+GLONASS可以提高生产效率。
3) 提高观测结果的可靠性：用卫星系统进行测量定位的观测结果的可靠性主要决定于用于定位计算的卫星颗数。因此GPS+GLONASS将大大提高观测结果的可靠性。
4) 提高观测结果的精度：观测卫星相对于测站的几何分布(DOP值)直接影响观测结果的精度。可观测到的卫星越多，则可以 大大改善观测卫星相对于测站的几何分布，从而提高观测结果的精度。
专业词汇
Acquisition Time: 初始定位时间
Active Leg: 激活航线
Adapter: 转接器、拾音器、接合器
Airborne: 空运的、空降的、机载的、通过无线电传播的
Alkaline: 碱性的、碱性
Almanac: 历书、概略星历
Anti-Spoofing: 反电子欺骗
Artwork: 工艺、工艺图、原图ss
Atomic Clock: 原子钟
Auto-controlling: 自动控制
Avionics: 航空电子工学;电子设备
Azimuth: 方位角、方位(从当前位置到目的地的方向)
Beacon: 信标
Bearing: 方向，方位(从当前位置到目的地的方向)
Bug: 故障、缺陷、干扰、雷达位置测定器、窃听器
Built-in: 内置的、嵌入的
Cellular: 单元的、格网的、蜂窝的、网眼的
Cinderella: 水晶鞋、灰姑娘
这里特指JAVAD GPS接收机OEM板的选项，能自动在隔周的星期二GPS午夜时刻开始的24小时内让您的Javad接收机和OEM板变为双频双系统。
Coarse Acquisition Code(C/A): 粗捕获码
Cold Start: 冷启动
Connector: 接头、插头、转接器
Constellation: 星座
Control Segment: 控制部分
Converter: 转换器、交换器、换能器、变频管、变频器、转换反应堆
Coordinate: 坐标
Co-pilot: 飞机副驾驶
Cost-effective: 成本低，收效大的
Course: 路线、路程、航线
Course Deviation Indicator (CDI): 航线偏航指示
Course Made Good (CMG): 从起点到当前位置的方位
Course Over Ground (COG): 对地航向
Course To Steer(CTS): 到目的地的最佳行驶方向
Crosstrack Error (XTE/XTK): 偏航
De-emphasis: 去矫、去加重
Definition: 清晰度
Diagonal: 对角线、斜的、对角线的
Distinguishability: 分辨率
Dropping resistors: 减压电阻器、将压电阻器
Datum: 基准
Desired Track (DTK): 期望航线(从起点到终点的路线)
Differential GPS (DGPS): 差分GPS
Dilution of Precision (DOP): 精度衰减因子
Elevation: 海拔、标高、高度、仰角、垂直切面、正观图
Enroute: 在航线上、航线飞行
Ephemeris: 星历
Estimated Position Error (EPE): 估计位置误差
Estimated Time Enroute (ETE): 估计在途时间(已当前速度计算)
Estimated Time of Arrival (ETA): 估计到达时间
Front-loading data cartridges: 前载数据卡
Geodesy: 大地测量学
Global Positioning System(GPS): 全球定位系统
GLONASS: 俄国全球定位系统
GOTO: 从当前位置到另一航路点的航线
Greenwich Mean Time: 格林威治时间
Grid: 格网坐标
Heading: 航向
Headphone: 戴在头上的收话器、双耳式耳机
Headset amplifier: 头戴式放大器
High-contrast: 高对比度
Intercom: 内部通信联络系统、联络用对讲电话装置
Intersection: 空域交界
Interface Option (I/O): 界面接口选项
Initialization: 初始化
Invert Route: 航线反转
Jack: 插座、插孔
Keypad: 键盘、按键
Kinematic: 动态的
L1 Frequency: GPS信号频率之一(1575.42 MHz)
L2 Frequency: GPS信号频率之一(1227.6 MHz)
Latitude: 纬度、纬线
Leg (route): 航段，航线的一段
Liquid Crystal Display (LCD): 液晶显示器
Local Area Augmentation System (LAAS): 局域增强系统
Localizer: 定位器、定位发射机、定位信标
Longitude: 经度、经线
Long Range Radio Direction Finding System (LORAN): 罗兰导航系统
Magnetic North: 磁北
Magnetic Variation: 磁偏角
Map Display: 地图显示
Meter: 米
Mount: 安装、支架、装配、管脚、固定件
Multiplexing Receiver: 多路复用接收机
Multipath: 多路径
Nautical Mile: 海里 (1海里=1.852米).
Navigation: 导航
Navigation Message: 导航电文
NAVigation Satellite Timing and Ranging(NAVSTAR) Global Positioning System: GPS系统的全称
National Marine Electronics Association (NMEA): (美国)国家航海电子协会
NMEA 0183: GPS接收机和其他航海电子产品的导航数据输出格式
North-Up Display: GPS屏幕显示真北向上
Observatory: 观象台、天文台
Offset: 偏移量
Omnidirectional: 全向的、无定向的
Orientation: 方位、方向、定位、倾向性、向东性
Panel: 仪表盘、面板
Panel-mount: 配电盘装配
Parallel Channel Receiver: 并行通道接收机
P-Code: P码
Photocell: 光电管、光电池、光电元件
Pinpoint: 极精确的、准确定位、准确测定、针尖
Pixel: 象素
Position: 位置
Position Fix: 定位
Position Format: 位置格式
Power-on: 接通电源
Pre-amplifier: 前置放大器
Prime Meridian: 本初子午线
Pseudo-Random Noise Code: 伪随机噪声码
Pseudorange: 伪距
Rack: 齿条、支架、座、导轨
Resolution: 分辨率
Route: 航线
RS-232: 数据通信串口协议
Radio Technical Commission for Maritime Services (RTCM): 航海无线电技术委员会，差分信号格式
Selective Availability (SA): 选择可用性
Sidetone: 侧音
Source: 信号源、辐射体
Space Segment: 空间部分
Speed Over Ground (SOG): 对地航速
Specifcation: 详述、说明书、规格、规范、特性
Split Comm: 分瓣通信
Squelch:静噪音、静噪电路、静噪抑制电路
Statute Mile: 英里(1英里=1,609米)
Straight Line Navigation: 直线导航
Strobe: 闸门、起滤波作用、选通脉冲、读取脉冲
TracBack - 按航迹返航
Track-Up Display - 航向向上显示
Track (TRK): 航向
Transceiver:步话机、收发两用机
Transponder: 雷达应答机、（卫星通讯的）转发器、脉冲转发机
Transducer: 渔探用探头、传感器
Triangulation: 三角测量
True North: 真北
Turn (TRN): 现时航向和目的地之间的夹角
Two-way: 双向的、双路的、双通的
Universal Time Coordinated (UTC): 世界协调时间
Universal Transverse Mercator (UTM): 通用横轴墨卡托投影
U.S.C.G.: 美国海岸警卫队
User Interface: 用户自定义界面
User Segment: 用户部分
Velocity Made Good (VMG): 沿计划航线上的航速
Viewing angles: 视角
Waypoint: 航路点
Wide Area Augmentation System (WAAS): 广域差分系统
World Geodetic System - 1984(WGS-84): 1984年世界大地坐标系
Windshield: 防风玻璃、防风罩
Y-Code: 加密的P码
Yoke: 架、座、轭、磁轭、磁头组、偏转线圈
缩 写
1 PPM - 1 Pulse Per Minute ----- 分脉冲
1 PPS - 1 Pulse Per Second ----秒脉冲
2D ---- 二维定位
3D ---- 三维定位
A/D - Analog to Digital ---- 模拟/数字信号转换
A/J - Anti-Jamming ---- 反人为干扰
ADF - Automatic Direction Finder ---- 自动定向仪
ADOP - Attitude Dilution of Precision ---- 姿态精度因子
AE - Antenna Electronics ---- 天线电子学
AFB - Air Force Base ---- 美国空军基地
AFI - Automatic Fault Indication ---- 自动错误显示
AFS - Air Force Station ---- 空间站
AHRS - Attitude and Heading Reference System —— 姿态方向参考系统
AIMS - Airspace Traffic Control Radar Beacon System IFF Mark XII System
空中交通监控雷达信标系统敌我识别标志XII系统
AOC - Auxiliary Output Chip —— 辅助输出芯片
AOPA - Aircraft Owner & Pilot Association —— 飞机所有者及飞行员协会
AS - Anti-Spoofing —— 反电子欺骗
ASIC - Application Specific Integrated Circuit —— 特殊应用集成电路
ATC - Air Traffic Control —— 空中交通控制
ATE - Automatic Test Equipment —— 自动测试仪器
ATIS - Automatic Terminal Information Service —— 自动终端信息服务
ATRCC - Air Route Traffic Control Center —— 空中航线交通控制中心
AMV - Auto Mag Var —— 自动磁偏角
AVLN - Automatic Vehicle Location and Navigation —— 车辆自主定位和导航系统
AWG- American Wire Gague —— 美国线规
BCD - Binary Code Decimal —— 二进制
