GPS（Global Positioning System）是美国研制的新一代卫星导航定位系统 ， 可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置 ， 三维速度和时间信息 。为了进一步挖掘GPS的潜力 ， 世界最著名的跨国测绘仪器公司Leica推出了局域GPS参考站系统（CORS系统）和集成了GPS系统的电子全站仪---Smart-Station 。GPS系统的特点是定位精度高（单机定位精度优于10米 ， 采用差分定位精度可达毫米级）、观测时间短（20km以内相对静态定位仅需15-20分钟；RTK定位每站观测只需几秒钟）、可提供三维坐标、操作简便、可全球及全天候作业、功能多、应用广（测速的精度可达0.1m/s ， 测时的精度可达几十毫微秒）、测站间无须通视、重量轻、体积小、耗电省、可长时间连续作业 。
GPS定位技术是通过地面上用户接收机实时地连续接收高空中GPS卫星向地面发射的L波段载频无线电测距信号 ， 借助专门的计算程序获取地面用户接收机接收天线所在的三维位置 。因此 ， GPS定位系统主要是由GPS卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）、GPS信号接收机（用户设备部分）三个部分组成的 ， 这三个部分各有其独立的功能和作用 ， 对于整个全球定位系统来说 ， 它们都是不可缺少的 。GPS系统的空间部分由GPS卫星组成 ， 称为卫星星座 ， 卫星星座的分布设置要保证地球上任何地点 ， 任何时刻至少可以同时观测到四颗卫星 。GPS卫星主要由铯原子钟、计算机、2块7m2的太阳能翼板、无线电收发两用机、导航荷载（接收数据 ， 发射测距和导航数据）、姿态控制和太阳能板指向系统几个部分组成 ， 在卫星体两端面上装有全向遥测遥控天线（用于与地面监控网通信） 。GPS卫星的基本功能可概括为5个方面 ， 即接收和存储由地面监控站发来的导航信息 ， 接收并执行监控站的控制指令；利用卫星上的微处理机对不必要的数据进行处理；通过星载的原子钟提供精密的时间标准；向用户发送定位信息；在地面监控站的指令下 ， 通过推进器调整卫星姿态和启用备用卫星 。GPS地面监控部分是GPS地面跟踪网 ， GPS的地面监控部分由分布在全球的5个地面站组成 ， GPS地面控制部分的作用是负责监控全球定位系统的工作 ， 监测站是主控站直接控制下的数据自动采集中心 ， 主控站是核心可协调和管理地面监控系统 。GPS用户部分由GPS信号接收机及相关设备组成 。GPS接收机是接收、跟踪、变换和测量GPS信号的无线电设备 。GPS接收机主要由天线、接收机、处理器、控制显示单元、电源等部分组成 。GPS接收机的作用是接收GPS卫星发射的无线电信号 ， 以获得必要的定位信息和观测量 ， 并经过数据处理而完成定位工作 。GPS接收机的基本类型主要分为大地型、导航型和授时型三种 。测量应采用大地型接收机 ， 大地型接收机按接收载波信号的差异分为单频（L1）型和双频（L1 ， L2）型 。
为了打破美国 *** 对卫星导航技术的垄断地位 ， 一些国家已经或正在独立或联合构建其它的卫星导航系统 。这些系统包括国际民航组织（ICAO）的GNSS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲空间局的NAVSAT系统、欧洲空间局的Galileo系统、国际海事卫星（INMASAT）系统、中国的北斗导航卫星系统 。目前已经运行并使用的是俄罗斯的GLONASS系统（Global Navigation Satellite System--全球导航卫星系统） 。GLONASS系统类似于GPS系统 ， 是俄罗斯以空间为基础的无线电导航系统 。
文章插图
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图6-4-1 Leica的连续运行参考站系统 图6-4-2 GPS参考站设备安装连接示意图
CORS系统（连续运行卫星定位服务系统）是建立在现代GNSS（Global Navigation Satelite System--全球导航卫星系统）技术、计算机 *** 技术、 *** 化实时定位服务技术、现代移动通信技术基础之上的大型区域性定位与导航综合服务 *** ， 它是卫星导航定位技术、测绘学、气象学、地理信息系统、计算机技术与现代通讯技术等的有机结合 ， 是大区域“空间数据基础设施”的最为重要的组成部分 ， 也是大区域数字化多种空间数据采集的基准参考框架 ， 是大区域自动化获取和采集各类空间信息的位置、时间和与此相关的动态变化的一种基础设施 。系统通常是由分布于整个区域内的若干卫星基准站、系统控制中心、发播系统、用户应用系统等组成 ， 各种数据服务通过各种无线或有线公众数据 *** 完成（如因特网、手机通讯网及广播网等） 。由于其服务方式符合国际标准 ， 因此整个区域及邻近地区的不同用户都可以使用其数据服务 ， 完成各种精密定位、快速和实时定位、导航等工作 。CORS系统的出现可满足城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、船舶、车辆导航、交通监控等多种现代信息化管理的社会需求 。CORS系统的技术目前已经非常成熟 ， 国内、外运用较多 ， 我国在较大地理区域建成并运行的CORS系统目前只有广东和江苏 。Leica的连续运行参考站系统（CORS系统）见图6-4-1 ， GPS参考站（CORS系统）设备安装连接见图6-4-2（示意图） 。
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