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摘要：20世纪70年代开始，GPS技术不断的成熟和迅猛发展，现在已渗透入除专业领域外的民用领域，从最初的航天及军事应用，逐步走近人们的生活。在专业测绘领域， 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。在民用领域，随着国民经济的发展，私人汽车保有量的不断增长，车载GPS导航已进入普及阶段。GPS全球卫星定位导航系统从日常的出行到老人儿童甚至宠物的协寻，应用范围不断扩大，本篇文章通过对GPS发展及应用的分析，帮助我们更好的利用GPS系统，发挥更多的用途。
关键词：GPS；发展；应用
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31640-02
Try to Talk about the Developing ang Applicatoin of Global Positioning System-GPS
LI Yong
(Surveying and Mapping Design Institute of Anhui Province,Hefei 230031,China)
Abstract:1970's begins, mature and swift and violent ceaseless GPS technology development,the field already seeping through civility entering except special field field now,from initial aerospace and military affairs application,the life walking up to people step by step. Survey and draw the field,GPS in special field with notable characteristics such as all-weather,high accuracy,automate,high beneficial result,win trusting surveying and drawing a worker extensively.In civil field,with the development of national economy,ceaselessness preserving and owning amounts increases,lathes a private car to guide already entering a universal stage with GPS.Even,pet's assisting looks for,the range applying expands unceasingly GPS the whole world artificial satellite allocation navigation system from daily going out to travel to old people children,capital the article analysis by developing and applying to GPS,help us to make use of GPS system more well,bring more use into play.
Key words:GPS;developing;application
1 GPS全球卫星定位导航系统的发展历程
GPS全球卫星定位导航系统(Global Positioning System-GPS) 它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。现在国际上已经公认，将这一全球定位系统简称GPS。这套定位系统是由美国国防部出资开发的一种最新无线电导航系统。该系统是继“阿波罗”号登月飞船和航天飞机之后的第三大航天工程。它具有高精度、全天候、全球覆盖能力。美国政府将于本世纪末用它取代现有的绝大部分无线电导航系统，目前GPS系统的全部24颗卫星已经部署完毕。尽管系统是由美国国防部提供资金的，但是美国防部和美运输部达成协议，提供一个面向民用用户的标准定位服务（SPS），定位精度约为100米（95%）。这就意味着全球所有人均可免费享受GPS提供的导航服务。GPS系统从本世纪70年代开始研制，历时20年，于1994年全面建成，20 世纪 70 年代早期，GPS计划奠基并在美国国防部内建立联合计划办公室 。1973年12月，美国防系统采购和评估委员会 (DSARC) 批准 GPS 的建议书，20 世纪 70 年代中期，开始了GPS系统的地面试验，1978年2月22 日，笫一颗GPS 卫星升空，1989 年 ，对GPS发射计划进行重新评估，改变了卫星星座的原先设计，1989 年 , 麦哲伦 ( Magellan) 公司生产第一台 GPS 手持接收机，1992 年 1 月，在沙漠风暴战争中应GPS，1993 年 12 月，美国国防部秘书处宣布，GPS 具备初始工作能力 ，1996年2月，美国总统令宣布GPS 为军民两用系统，标准定位服务 (SPS) 对民用开放，2000 年5月，美国总统令SA 关闭，价格不贵的民用GPS 接收机能将其水平定位精度从不低于100m 提高到15-20m ，民用GPS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的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导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。现在民用的定位精度可达10米内。
2 GPS全球卫星定位导航系统在专业领域的应用
目前，GPS的应用可分为专业领域及民用领域。专业应用领域以测绘为主要代表，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。新中国成立后，我国的航天科技事业在自力更生、艰苦创业的征途上，逐步发展，跻身于世界先进水平的行列，成为世界空间强国之一。从1970年4月把第一颗人造卫星送入轨道以来，我国已成功地发射了三十多颗不同类型的人造卫星，为空间大地测量工作的开展创造了有利条件。70年代后期，有关单位在从事多年理论研究的同时，引进并试制成功了各种人造卫星观测仪器，根据多年的观测实践，完成了全国天文大地网的整体平差，建立了1980年国家大地坐标系，进行了南海群岛的联测。 80年代初，我国一些院校和科研单位已开始研究GPS技术。十多年来，我国的测绘工作者在GPS定位基础理论研究和应用开发方面作了大量工作。在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精华大地水准面。经过数据处理，GPS网点地心坐标精度优于0.2M，在我国建成了平均边长约定100KM的GPS A级网，提供了亚米级精度地心坐标基准。此后，在A级网的基础上，我国又布设了边长为此30—100KM的B级网，A、B级GPS网点都联厕了几何水准。这样，就为我国各部门的测绘工作，建立各级测量控制网，提供了高精度的平面和高程三维基准。我国已完成西沙、南沙群岛各岛屿与大陆的GPS联测，使海岛与全国大地网联成一整体。在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。加密测图控制点，应用GPS实时动态定位技术（简称RTK）测绘各种比例尺地形图和用于施工放样。 在航空摄影测量方面，我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段。 在地球动力学方面，GPS技术用于全球板块运动监测和区域板块运动监测。我国已开始用GPS技术监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动、四川鲜水河地壳断裂运动，建立了中国地壳形变观测网、三峡库区形变观测网、首都圈GPS形变监测网等。GPS技术已经用于海洋测量、水下地形测绘。此外，在军事部门、交通部门、邮电部门、地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业，在航空航天、测时授时、物理探矿、姿态测定等领域，也都开展了GPS技术的研究和应用。近几年，我国已建成了北京、武汉、上海、西安、拉萨、乌鲁木齐等永久性的GPS跟踪站，进行对GPS卫星的精密定轨，为高精度的GPS定位测量提供观测数据和精密星历服务，致力于我国自主的广域差分GPS（WADGPS）方案的建立，参与全球导航卫星系统（GNSS）和GPS增强系统（WAAS）的筹建。同时，我国已着手建立自己的卫星导航系统，能够生产导航型GPS接收机。GPS技术的应用正向更深层次发展。
3 GPS全球卫星定位导航系统在民用领域的应用
除了专业应用领域以外，随着近代人们生活品质的要求与提升，都市建设与交通运输的快速发展，使得汽车导航技术与各式观光旅游资讯蓬勃发展，也连带GPS迅速发展，令大家惊奇其所带来的便利与强大功能，而相关生活应用的GPS产品与应用，也如雨后春笋般出现。比如车载GPS的出现，给驾车者提供了极大地方便，随着我国私人汽车保有量的增长及用途的转变，GPS车载系统市场容量不断增长。有车族进行中短途的商业旅行和假日旅游已经司空见惯，车载导航系统可以为私人汽车车主提供丰富的道路资讯。在北京，随着奥运的临近，北京市计划在2008年之前给全市的700多条线路，数万台公共汽车安装GPS监控系统，北京的出租车也将于2008年之前完成GPS监控系统的安装，奥运期间估计物流量为3亿吨，建立物流控制与管理系统成为北京经济发展和筹备奥运的重大举措之一，难以想象如果没有GPS智能调度系统仅依靠传统交通指挥，北京奥运期间巨大的交通流量如何顺畅疏导。国外的GPS应用更为广泛，比如整合GPS,GIS与GSM的协寻装置在欧美国家已成为风潮，此类协寻装置可置于家中老人，儿童或宠物身上，若发生协寻事件时，家人透过GSM联系协寻器，协寻器会自动由发射器送出GPS定位讯号，在无GPS定位讯号时，也可亦可通过过GSM定位方式，于手机或网络地图上得知协寻对象位置。世界软件巨头微软也看准GPS的发展，将为其MSN软件配套提供GPS定位功能，在今年的拉斯维加斯CES大展上，微软表示MSN将会提供包括更多方面的信息更新来源，包括交通状况、天气情况和预告、油料价格、电影放映时间、GPS定位，而这些内容都可借助即将上市的Garmin NUvi 680设备提供。微软将会让MSN每间隔两分钟发送一次服务信息数据并通过GPS设备接收，这一项技术将会更有效帮助用户使用GPS更多未开发功能。 采用直频发送技术的GPS系统服务联合微软MSN将会覆盖全美大约70%以上的地域，包括主要城市区域，以及重要城镇，几乎是无处不在。
GPS目前的应用不过尚为冰山一角，GPS的未来发展，仅仅受想象力的制约，未来的GPS，必将有更多的应用层面及乐趣。
参考文献：
[1]詹长根.GPS技术在地籍中的应用.测绘信息与工程,2006.3.
[2]张显峰,崔伟宏.运用差分GPS动态获取高精度土地资源变化数据的新技术.地球科学进展,2000.10.
[3]尤淑撑,刘顺喜.GPS在土地变更调查中的应用研究.测绘通报,2002.5.
关键词：GPS；发展；应用
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31640-02
Try to Talk about the Developing ang Applicatoin of Global Positioning System-GPS
LI Yong
(Surveying and Mapping Design Institute of Anhui Province,Hefei 230031,China)
Abstract:1970's begins, mature and swift and violent ceaseless GPS technology development,the field already seeping through civility entering except special field field now,from initial aerospace and military affairs application,the life walking up to people step by step. Survey and draw the field,GPS in special field with notable characteristics such as all-weather,high accuracy,automate,high beneficial result,win trusting surveying and drawing a worker extensively.In civil field,with the development of national economy,ceaselessness preserving and owning amounts increases,lathes a private car to guide already entering a universal stage with GPS.Even,pet's assisting looks for,the range applying expands unceasingly GPS the whole world artificial satellite allocation navigation system from daily going out to travel to old people children,capital the article analysis by developing and applying to GPS,help us to make use of GPS system more well,bring more use into play.
Key words:GPS;developing;application
1 GPS全球卫星定位导航系统的发展历程
GPS全球卫星定位导航系统(Global Positioning System-GPS) 它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。现在国际上已经公认，将这一全球定位系统简称GPS。这套定位系统是由美国国防部出资开发的一种最新无线电导航系统。该系统是继“阿波罗”号登月飞船和航天飞机之后的第三大航天工程。它具有高精度、全天候、全球覆盖能力。美国政府将于本世纪末用它取代现有的绝大部分无线电导航系统，目前GPS系统的全部24颗卫星已经部署完毕。尽管系统是由美国国防部提供资金的，但是美国防部和美运输部达成协议，提供一个面向民用用户的标准定位服务（SPS），定位精度约为100米（95%）。这就意味着全球所有人均可免费享受GPS提供的导航服务。GPS系统从本世纪70年代开始研制，历时20年，于1994年全面建成，20 世纪 70 年代早期，GPS计划奠基并在美国国防部内建立联合计划办公室 。1973年12月，美国防系统采购和评估委员会 (DSARC) 批准 GPS 的建议书，20 世纪 70 年代中期，开始了GPS系统的地面试验，1978年2月22 日，笫一颗GPS 卫星升空，1989 年 ，对GPS发射计划进行重新评估，改变了卫星星座的原先设计，1989 年 , 麦哲伦 ( Magellan) 公司生产第一台 GPS 手持接收机，1992 年 1 月，在沙漠风暴战争中应GPS，1993 年 12 月，美国国防部秘书处宣布，GPS 具备初始工作能力 ，1996年2月，美国总统令宣布GPS 为军民两用系统，标准定位服务 (SPS) 对民用开放，2000 年5月，美国总统令SA 关闭，价格不贵的民用GPS 接收机能将其水平定位精度从不低于100m 提高到15-20m ，民用GPS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的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导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。现在民用的定位精度可达10米内。
2 GPS全球卫星定位导航系统在专业领域的应用
目前，GPS的应用可分为专业领域及民用领域。专业应用领域以测绘为主要代表，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。新中国成立后，我国的航天科技事业在自力更生、艰苦创业的征途上，逐步发展，跻身于世界先进水平的行列，成为世界空间强国之一。从1970年4月把第一颗人造卫星送入轨道以来，我国已成功地发射了三十多颗不同类型的人造卫星，为空间大地测量工作的开展创造了有利条件。70年代后期，有关单位在从事多年理论研究的同时，引进并试制成功了各种人造卫星观测仪器，根据多年的观测实践，完成了全国天文大地网的整体平差，建立了1980年国家大地坐标系，进行了南海群岛的联测。 80年代初，我国一些院校和科研单位已开始研究GPS技术。十多年来，我国的测绘工作者在GPS定位基础理论研究和应用开发方面作了大量工作。在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精华大地水准面。经过数据处理，GPS网点地心坐标精度优于0.2M，在我国建成了平均边长约定100KM的GPS A级网，提供了亚米级精度地心坐标基准。此后，在A级网的基础上，我国又布设了边长为此30—100KM的B级网，A、B级GPS网点都联厕了几何水准。这样，就为我国各部门的测绘工作，建立各级测量控制网，提供了高精度的平面和高程三维基准。我国已完成西沙、南沙群岛各岛屿与大陆的GPS联测，使海岛与全国大地网联成一整体。在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。加密测图控制点，应用GPS实时动态定位技术（简称RTK）测绘各种比例尺地形图和用于施工放样。 在航空摄影测量方面，我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段。 在地球动力学方面，GPS技术用于全球板块运动监测和区域板块运动监测。我国已开始用GPS技术监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动、四川鲜水河地壳断裂运动，建立了中国地壳形变观测网、三峡库区形变观测网、首都圈GPS形变监测网等。GPS技术已经用于海洋测量、水下地形测绘。此外，在军事部门、交通部门、邮电部门、地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业，在航空航天、测时授时、物理探矿、姿态测定等领域，也都开展了GPS技术的研究和应用。近几年，我国已建成了北京、武汉、上海、西安、拉萨、乌鲁木齐等永久性的GPS跟踪站，进行对GPS卫星的精密定轨，为高精度的GPS定位测量提供观测数据和精密星历服务，致力于我国自主的广域差分GPS（WADGPS）方案的建立，参与全球导航卫星系统（GNSS）和GPS增强系统（WAAS）的筹建。同时，我国已着手建立自己的卫星导航系统，能够生产导航型GPS接收机。GPS技术的应用正向更深层次发展。
3 GPS全球卫星定位导航系统在民用领域的应用
除了专业应用领域以外，随着近代人们生活品质的要求与提升，都市建设与交通运输的快速发展，使得汽车导航技术与各式观光旅游资讯蓬勃发展，也连带GPS迅速发展，令大家惊奇其所带来的便利与强大功能，而相关生活应用的GPS产品与应用，也如雨后春笋般出现。比如车载GPS的出现，给驾车者提供了极大地方便，随着我国私人汽车保有量的增长及用途的转变，GPS车载系统市场容量不断增长。有车族进行中短途的商业旅行和假日旅游已经司空见惯，车载导航系统可以为私人汽车车主提供丰富的道路资讯。在北京，随着奥运的临近，北京市计划在2008年之前给全市的700多条线路，数万台公共汽车安装GPS监控系统，北京的出租车也将于2008年之前完成GPS监控系统的安装，奥运期间估计物流量为3亿吨，建立物流控制与管理系统成为北京经济发展和筹备奥运的重大举措之一，难以想象如果没有GPS智能调度系统仅依靠传统交通指挥，北京奥运期间巨大的交通流量如何顺畅疏导。国外的GPS应用更为广泛，比如整合GPS,GIS与GSM的协寻装置在欧美国家已成为风潮，此类协寻装置可置于家中老人，儿童或宠物身上，若发生协寻事件时，家人透过GSM联系协寻器，协寻器会自动由发射器送出GPS定位讯号，在无GPS定位讯号时，也可亦可通过过GSM定位方式，于手机或网络地图上得知协寻对象位置。世界软件巨头微软也看准GPS的发展，将为其MSN软件配套提供GPS定位功能，在今年的拉斯维加斯CES大展上，微软表示MSN将会提供包括更多方面的信息更新来源，包括交通状况、天气情况和预告、油料价格、电影放映时间、GPS定位，而这些内容都可借助即将上市的Garmin NUvi 680设备提供。微软将会让MSN每间隔两分钟发送一次服务信息数据并通过GPS设备接收，这一项技术将会更有效帮助用户使用GPS更多未开发功能。 采用直频发送技术的GPS系统服务联合微软MSN将会覆盖全美大约70%以上的地域，包括主要城市区域，以及重要城镇，几乎是无处不在。
GPS目前的应用不过尚为冰山一角，GPS的未来发展，仅仅受想象力的制约，未来的GPS，必将有更多的应用层面及乐趣。
参考文献：
[1]詹长根.GPS技术在地籍中的应用.测绘信息与工程,2006.3.
[2]张显峰,崔伟宏.运用差分GPS动态获取高精度土地资源变化数据的新技术.地球科学进展,2000.10.
[3]尤淑撑,刘顺喜.GPS在土地变更调查中的应用研究.测绘通报,2002.5.