标题：卫星导航系统
构成
目前世界四大全球卫星定位系统1、美国全球定位系统（GPS）。有24颗卫星组成，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，精度约为10米，军民两用，目前正在试验第二代卫星系统；
2、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统。有24颗卫星组成，精度在10米左右，军民两用，设计2009年底服务范围拓展到全球；
3、欧洲“伽利略”（GALILEO）系统。有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。2005年首颗试验卫星已成功发射。预计2008年前开通定位服务；
4、中国“北斗”系统。由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。定位精度10米。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。
[1]
全球定位系统构成⑴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；
⑵空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；
⑶用户装置部分， 主要由GPS接收机和卫星天线组成。
全球定位系统特点(1）全天候；
⑵ 全球覆盖；
⑶三维定速定时高精度；
⑷快速省时高效率；
⑸应用广泛多功能。
全球定位系统的用途⑴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；
⑵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；
⑶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接收机的种类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。
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。
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。
应用
精细农业、科学研究（野外生物学、气象学、地球科学）、环境监测、突发事件和灾害评估、安全保  车载卫星导航障、天体与建筑工程和自然资源分析的定位。卫星导航系统为人类带来了巨大的社会和经济效益，迄今，比较完善的卫星导航系统已经有美国GPS和俄罗斯GLOMSS系统，欧洲计划推出自己的卫星导航系统Galileo。
卫星导航的应用是建立导航卫星系统的根本出发点，也是其最终的归宿。通常卫星导航的应用市场可以分为三大方面，是专业市场、批量市场和安防市场。全球卫星导航系统，从应用的角度可分成以下10类加以简述，这就是：航空、航海、通信、人员跟踪、消费娱乐、测绘、授时、车辆监控管理，和汽车导航与信息服务。
其它类：
1. 航空 欧洲的Galileo便是新建的全球导航星座，它与GPS配合起来，可以大大提高导航卫星的可用性，使单一的GPS市区可用性从55%提高到GPS/Galileo共用时的95%。GPS技术建立广域增强系统(WAAS）逐步代替原先的微波着陆/仪表着陆系统，美国的WAAS系统计划在2003年下半年运营，地面改正数据可以通过静地卫星转发给飞机。
2. 航海 卫星导航接收机广泛地用于海上行驶的各类船只，DGPS则广泛地用于沿岸与进港，以及内河  车载卫星导航行驶的船只，精度可达到2-3m。在卫星导航接收机与无线通信手段集成后，该系统便成为一个位置报告系统和紧急救援系统。许多渔船将GPS与雷达和鱼探器结合在一起，产生明显的经济效益。
3. 通信与导航的融合 卫星导航接收机与无线电通信机的结合是自然发生的，这种融合产生的意义是非常深远的。实际上，这是移动计算机（PDA）、蜂窝电话和GPS接收机的系统集成和完美整合。
4. 人员跟踪 个人跟踪的应用需求与E911这类导航手机或称定位手机思路相似，但其产品类型和主要功能定位则与它们大相径庭。首先要求其体积和功耗要小，便于隐藏或佩带，如手表之类。其应用功能可以由中心加以激活或启动，以利于获取佩带者所在位置。
5. 消费娱乐 徒步旅行者、猎人、越野滑雪者，野外工作人员和户外活动者现在常应用袋式GPS定位器，配上电子地图，可以在草原、大漠、乡间、山野或无人区内找到自己的目的地。
6. 测绘 GPS测绘还可用于绘图、地藉测量、地球板块测量、火山活动监测、GIS领域、大桥监测、水坝监测、滑坡监测、大型建筑物监测等。这种测量技术的实时动态化（RTK）可以用于海洋河道公路测量，  北斗卫星导航定位接收系统以及矿山、大型工程建设工地等作为自动化管理和机械控制。
7. 授时 GPS设备还用于作为时间同步装置，特别是作为交易处理定时（如在ATM机中）和通信网络中应用。
8. 车辆监控管理 
9. 汽车导航与信息服务 
⒑ 其它
系统
1.GPS系统的开发背景 20世纪70年代，随着美苏军备竞赛的升级。美国国防部不惜斥资120亿美元研制军用定位系统。
2.GPS系统概述 GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。
⑴空间部分 GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。
⑵控制部分 控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。
⑶用户部分 GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。
3．GPS定位服务 联邦无线电导航计划中规定的GPS定位服务包括精密定位服务（PPS）和标准定位服务（SPS）。
⑴PPS 授权的精密定位系统用户需要密码设备和特殊的接收机，包括美国军队、某些政府机构以及批准的民用用户。
⑵SPS 对于普通民用用户，美国政府对于定位精度实施控制，仅提供SPS服务。SPS服务可供全世界用户免费、无限制地使用。
4．GPS设备成本 GPS接收机的价格差异很大，一般取决于接收机的功能。小型民用SPS接收机的价格不足200美元。
GLONASS系统
1．GLONASS系统概述 1982年，俄罗斯卫星导航系统GLONASS的第一颗卫星升空，从此开始应用于测量与导航领域。
2．GLONASS定位技术 GLONASS的定位技术与GPS相同，即以精确的定时和卫星量程计算为基准来进行。
3．GPS与GLONASS系统比较 GPS和GLONASS系统有很多相似之处，但很明显GLONASS努力采用较少的卫星数量。
Galileo系统
1.Galileo系统的提出 1999年6月召开的欧洲交通运输部长会议通过了拨款3700万欧元完成被称为Galileo的新一代卫星导航系统。2008年投入运营。
2.Galileo系统的选择与挑战 如何开发Galileo系统最终将在2000年下半年的欧洲交通运输部长会议上作出决定。
3.Galileo系统的性能 Galileo系统提供3种等级的性能：·全球·地区·局域。
4.Gaiaieo系统的业务类型 系统还定义了3种类型的业务：·开放接入业务（OAS）。·一类控制接入业务（CAS1）·二类控制接入业务（CAS 2）。
5．Galileo系统的体系结构 Galileo系统的星座可由9颗静止卫星与21颗中轨道（MEO）卫星或者完全由30颗MEO 卫星组成。
6.Galileo系统与GPS和GLONASS的兼容性 射频兼容性对于实现三个系统的互操作至关重要：系统不能相互干扰或降低接收机的性能。
组成
GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。GPS卫星星座原计划是将24颗卫星均匀分布在6个不同的轨道平面上，而发展到今天，在轨道上运行的卫星数量已经达到27颗。每个轨道平面与赤道平面的倾角大约55度。在地球上任何地点任何时刻都能观测到5－8颗卫星。每颗卫星都利用两个L载频传送信号，即L1（1 575.42 MHz）和L2（1 227.26 MHz）。每颗卫星都在完全相同的频率上传送信号，但每颗卫星的信号在到达用户之前都经过了多普勒颇移。L1承载精密（P）码和粗/捕获（C/A）码，L2仅承载P码。导航的数据报文叠加在这些码上，两个载频上承载着相同的导航数据报文。P码通常是加密的，只有C/A码可供民用。
图书信息
基本信息作 者：赵琳 编著 
ISBN ：7-81073-126-2 
出版日期：2001.04 
版次：1版 
开 本：16开 
装 帧：简装
内容简介本书[2]系统地介绍了卫星导航系统的历史和现状，全面阐述了GPS、GLONASS的系统组成和信号，重点针对卫得定位方法、差分定位技术以及与惯性导航系统的组合进行了深入的探讨。全书共分八章：第1、2章介绍了卫得导航系统的发展历史和卫星定位的基础知识；第3、4章分别介绍了GPS、GLONASS的系统及信号；第5、6章分别阐述卫星定位原理和误差分析；第7章介绍广泛应用的差分定位技术；第8章介如了INS/GPS组合系统的原理和方法。全书理论与实践结合紧密，资料翔实。
本书可供在航海、航空、测绘等领域从事导航定位的专业技术人员参考，也可作为卫星导航系统课程教材，供大专院校有关专业的教师、高年级学生和研究生使用。