1 、GPS
　　全球定位系统 (GPS) 是本世纪 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。

　　全球定位系统由三部分构成： (1) 地面控制部分，由主控站 ( 负责管理、协调整个地面控制系统的工作 ) 、地面天线 ( 在主控站的控制下，向卫星注入寻电文 ) 、监测站 ( 数据自动收集中心 ) 和通讯辅助系统 ( 数据传输 ) 组成； (2) 空间部分，由 24 颗卫星组成，分布在 6 个道平面上； (3) 用户装置部分，主要由 GPS 接收机和卫星天线组成。

　　全球定位系统的主要特点： (1) 全天候； (2) 全球覆盖； (3) 三维定速定时、精度高； (4) 快速、省时、高效率： (5) 应用广泛、功能多。

　　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。

　　GPS 卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。

　　经过 20 余年的实践证明， GPS 系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS 技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。

2 、GPS 原理
　　24 颗 GPS 卫星在离地面 1 万 2 千公里的高空上，以 12 小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到 4 颗以上的卫星。

　　由于卫星的位置精确可知，在 GPS 观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用 3 颗卫星，就可以组成 3 个方程式，解出观测点的位置 (X,Y,Z) 。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有 4 个未知数， X 、 Y 、 Z 和钟差，因而需要引入第 4 颗卫星，形成 4 个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

　　事实上，接收机往往可以锁住 4 颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组 4 颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。

　　由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的 SA 保护政策，使得民用 GPS 的定位精度只有 100 米。为提高定位精度，普遍采用差分 GPS(DGPS) 技术，建立基准站 ( 差分台 ) 进行 GPS 观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一些修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分 GPS ，定位精度可提高到 5 米。

3 、 GPS 前景
　　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 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，而在我国，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。