24顆GPS衛(wèi)星在離地面2萬(wàn)零2百公里的高空上，以行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。

由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置（X,Y,Z）?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。

事實(shí)上，接收機(jī)往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時(shí)，接收機(jī)可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過(guò)算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。

由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響，以及人為的SA保護(hù)政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS）技術(shù)，建立基準(zhǔn)站（差分臺(tái)）進(jìn)行GPS觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得出一修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。 ^[1] 

美國(guó)GPS

特點(diǎn)：成熟

GPS(全球定位系統(tǒng))是美國(guó)歷經(jīng)20年耗資超過(guò)300億美元建立的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，目前共有30顆、4種型號(hào)的導(dǎo)航衛(wèi)星。

該系統(tǒng)衛(wèi)星軌道高度2萬(wàn)公里，能使地球上任何地方的用戶在任何時(shí)候都能看到至少四顆衛(wèi)星，是一個(gè)全天候，實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，也是目前世界上應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

歐洲伽利略

特點(diǎn)：精準(zhǔn)

伽利略定位系統(tǒng)是歐盟一個(gè)正在建造中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，有“歐洲版GPS”之稱。伽利略定位系統(tǒng)預(yù)計(jì)總共發(fā)射30顆衛(wèi)星，其中27顆衛(wèi)星為工作衛(wèi)星，3顆為候補(bǔ)衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道高度約2.4萬(wàn)公里，其精度將比GPS更為精準(zhǔn)。

美國(guó)GPS向別國(guó)提供的衛(wèi)星信號(hào)，只能發(fā)現(xiàn)地面大約10米長(zhǎng)的物體，而伽利略的衛(wèi)星則能發(fā)現(xiàn)1米長(zhǎng)的目標(biāo)。形象地說(shuō)，GPS系統(tǒng)只能找到街道，而伽利略則可找到家門。

太空中已有4顆正式的伽利略系統(tǒng)衛(wèi)星。歐盟計(jì)劃使伽利略系統(tǒng)在2014年初步投入運(yùn)營(yíng)。

俄羅斯格洛納斯

特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)

格洛納斯由24顆衛(wèi)星組成，盡管其定位精度比GPS、伽利略略低，但其抗干擾能力卻是最強(qiáng)的。格洛納斯項(xiàng)目是前蘇聯(lián)在1976年啟動(dòng)的項(xiàng)目，最初開始的時(shí)候就是軍用性質(zhì)。蘇聯(lián)解體以后，由于缺乏足夠的經(jīng)費(fèi)，格洛納斯的計(jì)劃不斷延遲。

2011年11月，隨著一顆“格洛納斯-M”衛(wèi)星發(fā)射成功，該系統(tǒng)額定24顆衛(wèi)星已全部在軌工作，另有4顆在軌備份，從而實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。

中國(guó)北斗

特點(diǎn)：短信和導(dǎo)航結(jié)合

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，預(yù)計(jì)由30顆以上衛(wèi)星組成。

與美國(guó)GPS系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)、歐洲伽利略系統(tǒng)相比，把短信和導(dǎo)航結(jié)合是中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的獨(dú)特發(fā)明。一般來(lái)講，世界上其他的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只是告訴用戶什么時(shí)間、在什么地方，而北斗系統(tǒng)除此之外還可以將用戶的位置信息發(fā)送出去，使用戶想告知的其他人獲知用戶的情況。 ^[2] 

全球定位系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：⑴地面控制部分，由主控站(負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)整個(gè)地面控制系統(tǒng)的 工作）、地面天線（在主控站的控制下，向衛(wèi)星注入尋電文）、監(jiān)測(cè)站（數(shù)據(jù)自動(dòng)收集中心）和通訊輔助系統(tǒng)（數(shù)據(jù)傳輸）組成；⑵空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)道平面上；⑶用戶裝置部分， 主要由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成。

全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：⑴全天候；⑵ 全球覆蓋；⑶三維定速定時(shí)高精度；⑷快速省時(shí)高效率；⑸應(yīng)用廣泛等。

1、定位精度高

單擊定位精度優(yōu)于10m，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對(duì)定位精度在50KM以內(nèi)可達(dá)10-6，100-500KM可達(dá)10-7，1000KM可達(dá)10-9。在300-1500M工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測(cè)距儀測(cè)定得邊長(zhǎng)比較，其邊長(zhǎng)較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。

2、觀測(cè)時(shí)間短

隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目20KM以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15KM以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)只需幾秒鐘。

全球定位系統(tǒng)的主要用途：⑴陸地應(yīng)用，主要包括車輛導(dǎo)航、應(yīng)急反應(yīng)、大氣物理觀測(cè)、地球物理資源勘探、工程測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、 市政規(guī)劃控制等；⑵海洋應(yīng)用，包括遠(yuǎn)洋船最佳航程航線測(cè)定、船只實(shí)時(shí)調(diào)度與導(dǎo)航、海洋救援、海洋探寶、水文地質(zhì)測(cè)量以及海洋平臺(tái)定位、海平面升降監(jiān)測(cè)等；⑶航空航天應(yīng)用，包括飛機(jī)導(dǎo)航、航空遙 感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導(dǎo)彈制導(dǎo)、航空救援和載人航天器防護(hù)探測(cè)等。

GPS衛(wèi)星接收機(jī)種類很多，根據(jù)型號(hào)分為測(cè)地型、全站型、定時(shí)型、手持型、集成型；根據(jù)用途分為車載式、船載式、機(jī)載式、星載式、彈載式。

經(jīng)過(guò)20余年的實(shí)踐證明，GPS系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無(wú)線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)的多功能系統(tǒng)。GPS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為多領(lǐng)域、多模式、多用途、多機(jī)型的國(guó)際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

gps全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，除了專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域以外，隨著近代人們生活品質(zhì)的要求與提升，都市建設(shè)與交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，使得汽車導(dǎo)航技術(shù)與各式觀光旅游資訊蓬勃發(fā)展，也連帶gps迅速發(fā)展，令大家驚奇其所帶來(lái)的便利與強(qiáng)大功能，而相關(guān)生活應(yīng)用的gps產(chǎn)品與應(yīng)用，也如雨后春筍般出現(xiàn)。比如車載gps的出現(xiàn)，給駕車者提供了極大地方便，隨著中國(guó)私人汽車保有量的增長(zhǎng)及用途的轉(zhuǎn)變，gps車載系統(tǒng)市場(chǎng)容量不斷增長(zhǎng)。有車族進(jìn)行中短途的商業(yè)旅行和假日旅游已經(jīng)司空見(jiàn)慣，車載導(dǎo)航系統(tǒng)可以為私人汽車車主提供豐富的道路資訊。在北京，隨著奧運(yùn)的臨近，北京市計(jì)劃在2008年之前給全市的700多條線路，數(shù)萬(wàn)臺(tái)公共汽車安裝gps監(jiān)控系統(tǒng)，北京的出租車也將于2008年之前完成gps監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，奧運(yùn)期間估計(jì)物流量為3億噸，建立物流控制與管理系統(tǒng)成為北京經(jīng)濟(jì)發(fā)展和籌備奧運(yùn)的重大舉措之一，難以想象如果沒(méi)有gps智能調(diào)度系統(tǒng)僅依靠傳統(tǒng)交通指揮，北京奧運(yùn)期間巨大的交通流量如何順暢疏導(dǎo)。國(guó)外的gps應(yīng)用更為廣泛，比如整合gps,gis與gsm的協(xié)尋裝置在歐美國(guó)家已成為風(fēng)潮，此類協(xié)尋裝置可置于家中老人，兒童或?qū)櫸锷砩?，若發(fā)生協(xié)尋事件時(shí)，家人透過(guò)gsm聯(lián)系協(xié)尋器，協(xié)尋器會(huì)自動(dòng)由發(fā)射器送出gps定位訊號(hào)，在無(wú)gps定位訊號(hào)時(shí)，也可亦可通過(guò)過(guò)gsm定位方式，于手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)地圖上得知協(xié)尋對(duì)象位置。

由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動(dòng)測(cè)量的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測(cè)量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。

隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，美國(guó)政府宣布2000年至2006期間，在保證美國(guó)國(guó)家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號(hào)精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由100米提高到20米，這將進(jìn)一步推動(dòng)GPS技術(shù)的應(yīng)用，提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學(xué)水平以及人們的生活質(zhì)量，刺激GPS市場(chǎng)的增長(zhǎng)。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，在美國(guó)，單單是汽車GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，2000年后的市場(chǎng)將達(dá)到30億美元，而在中國(guó)，汽車導(dǎo)航的市場(chǎng)也將達(dá)到50億元人民幣。可見(jiàn)，GPS技術(shù)市場(chǎng)的應(yīng)用前景非常可觀。