文献综述
课题研究背景:
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”[1]。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。
近年来随着科技的不断进步，GPS全球定位系统得到了飞速的发展，在这样飞速发展的前景下，GPS定位系统逐渐成为了人们生活中不可或缺的一部分。通过对GPS的应用可以在各个领域为人们带来很多便利，例如可以通过GPS定位系统对车辆进行跟踪定位、报警、短信通知功能、车辆远程控制以及油量检测等[2]。除了对车辆进行定位，GPS定位系统同样可以对每个人进行定位，只要身上携带者GPS接收器就可以对每个人的位置进行定位。在GPS的发展进程中除了在民用上的用途外，GPS在军事上的用途一直是每个国家最为关注的。
课题研究现状：
GPS已被广泛应用于航天、航空、航海、运输、测量、勘探等诸多领域。随着数字大规模集成电路的发展和定位功能需求，GPS已经开始更多地嵌入到移动手持设备、消费电子产品中[3]。美国为了充分利用GPS系统的商业价值，独霸全球的导航定位市场，近年来对GPS系统进行了一系列的更新。目前，全球共有四种全球定位系统，包括美国的GPS，俄罗斯的格洛纳斯，欧洲的伽利略和中国的北斗，相比较而言，美国的GPS全球定位系统组建的最早，技术也最为成熟。GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用，最初的GPS计划在联合计划局的领导下诞生的，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上。然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成30度的6条轨道上。这也是现在GPS卫星所使用的工作方式。
北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统[4]。该系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m。
GPS技术的陆地应用：各种车辆的行驶状态监控;旅游者或旅游车的景点导游；应急车辆(如公安、急救车等)的快速引导行驶；大气物理观测；地球物理资源勘探;工程建设的施工放样测量；大型建筑和煤气田的沉降检测；板内运动状态和地壳形变测量；陆地以及海洋大地测量基准的测定；工程、区域、国家等各种类型大地测量控制网的测量和建设；请求救援在途实时报告；引导盲人行走；平整路面的实时监控，精细农业。
GPS技术的海洋应用：远洋船舶的最佳航线测定；远洋船队在途中航行的实时调度和监测；内河船只的实时调度和自主导航测量；海洋救援的搜索和定点测量；远洋渔船的结队航行和作业调度；海洋油气平台的就位和复位测定；海底沉船位置的精确探测；海底管道铺设测量；海岸地球物理勘探；水文测量；海底大地测量控制网的布测；海底地形的精细测量;船运货物失窃报警；净化海洋(如海洋溢油的跟踪报告)；海洋纠纷或海损事故的定点测定；浮筒抛设和暗礁爆破等海洋工程的精确定位；港口交通管制；海洋灾难检测。
GPS技术的航空应用：民航飞机的在途自主导航；飞机精密着陆；飞机空中加油控制；飞机编队飞行的安全保护；航空援救的搜索和定点测量；机载地球物理勘探；飞机探测灾区大小和标定测量；摄影和遥感飞机的七维状态参数和三维姿态参数测量。
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