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    1.1.2 地面监控部分
    GPS 的地面监控部分目前主要由分布在全球的 5 个地面站所组成,其中包括卫星监测站、主控站和信息注入站。[2]
    (1)监测站
    现有5个地面站均具有监测站的功能。
    监控站是在主控站直接控制下的数据自动采集中心。站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感器。接收器对GPS卫星进行连续观测,以采集数据和监视卫星的工作状况。原于钟提供时间标准,而环境传感器收集有关当地的气象数据。所有观测资料内计算机进行初步处理并存储和传送到主控站,用以确定卫星的精密轨道。[3]
    (2)主控站
    主控站一个,设在科罗拉多(Colorado Springs)。主控站除协调和管理所有地面监控系统的工作外,其主要任务是:
    根据本站和其它监测站的所有观测资料推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气层的修正参数等,并把这些数据传递到注入站。
    提供全球定位系统的时间基准。各监测站和GPS卫星的原子钟应与主控站的原子同步或测出其间的差,并把这些钟差信息编入导航电文送到注入站。
    调整偏离轨道的卫星,使之沿预定的轨道远行。
    启用备用卫星以代替失效的工作卫星。[3]
    (3)注入站
    注入站现有3个,分别设在印度洋的迭哥加西亚(Diego Garcia),南大西洋的阿松森岛(Asencion)和南太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein)。注入站的主要设备包括一台直径为 3.6m 的天线、一台 C 波段发射机和一台计算机。其主要任务是在主控站的控制下,将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等注入到相应卫星的存储系统,并监测注入信息的正确性。
    整个GPS的地面监控部分,除主控站外均无人值守。各站间用现代化的通讯系统联系起来,在原子钟和计算机的驱动和精确控制下,各项工作实现了高度的自动化和标准化。[3]
    为了提高GPS卫星的定轨精度,当系统建成后将会适当增加监测站的数量并改善其在全球的分布。[3]
    1.1.3  用户设备部分
    全球定位系统的空间部分和地面监控部分,是用户广泛应用该系统进行导航和定位的基础,而用户只有通过用户设备,才能实现应用GPS导航和定位的目的。
    用户设备的主要任务是接收GP5卫星发射的信号,以获得必要的导航和定位信息及观测量,并经数据处理顺完成导航和定位工作。
    根据GPS用户的不同要求,所需的接收设备各异。随着GPS定位技术的迅速发展和应用领域的日益扩大,许多国家都在积极研制、开发适用于不同要求的GPS接收机及相应的数据处理软件。[4]
    1.2 GPS 定位的基本方法
    GPS 定位采用空间被动式测量原理,即在测站上安置 GPS 用户接收系统,以各种可能的方式接收GPS卫星系统发送的各类信号,由计算机求解站星关系和测站点的三文坐标。[5]
    由于对GPS信号观测的不同,GPS定位的基本方法有以下几种:
    伪距测量
    载波相位测量
    多普勒测量
    卫星射电干涉测量
    为了精密定位,一台GPS接收机往往不是单纯采用一种测量方式,而是以某种方式为主,并辅以其他方法。[5]
    目前,全球定位系统已广泛应用于军事和民用等众多领域中。GPS 技术按待定点的状态分为静态定位和动态定位两大类。静态定位是指待定点的位置在观测过程中固定不变,如GPS在大地测量中的应用。动态定位是指待定点在运动载体上,在观测过程中是变化的,如GPS在船舶导航中的应用。静态相对定位的精度一般在几毫米到几厘米范围内,动态相对定位的精度一般在几厘米到几米范围内。对GPS信号的处理从时间上划分为实时处理及后处理。实时处理就是一边接收卫星信号一边进行计算,获得目前所处的位置、速度及时间等信息;后处理是指把卫星信号记录在一定的介质上,回到室内统一进行数据处理。一般来说,静态定位用户多采用后处理,动态定位用户采用实时处理或后处理。[5]
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