GPS已經(jīng)是現(xiàn)代的基礎(chǔ)組成，我們的生活也早已離不開GPS。如果缺少GPS，想必大家將無法精確到達想去的地方。為增進大家對GPS的認識，本文將對GPS以及GPS的工作原理進行詳細介紹。如果你對GPS具有興趣，不妨一起繼續(xù)往下閱讀哦。

全球定位系統(tǒng)(英文：Global Positioning System，GPS )，是一種以人造地球衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無線電導航的定位系統(tǒng)，它在全球任何地方以及近地空間都能夠提供準確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。GPS自問世以來，就以其高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活吸引了眾多用戶。GPS不僅是汽車的守護神，同時也是物流行業(yè)管理的智多星。隨著物流業(yè)的快速發(fā)展，GPS有著舉足輕重的作用，成為繼汽車市場后的第二大主要消費群體。GPS是美國從20世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。

GPS工作原理如下：

1、主動測距與被動測距

GPS屬于被動式衛(wèi)星導航系統(tǒng)，在被動式測距系統(tǒng)中，用戶天線只需要接收來自這些衛(wèi)星的導航定位信號，從而就可測得用戶天線至衛(wèi)星的距離或距離差。這種發(fā)送測距信號和接收測距信號分別位居兩個不同地方的測距方式，稱為被動測距。用它所測得的站星距離，并利用已知的衛(wèi)星在軌位置，可推算出用戶天線的三維位置。這種基于被動測距原理的定位，稱為被動定位。如果發(fā)送設(shè)備所發(fā)射的測距信號經(jīng)過反射器的反射或轉(zhuǎn)發(fā)，又返回到發(fā)送點，為其接收設(shè)備所接收，進而測得測距信號所經(jīng)歷的距離。這種發(fā)送和接收測距信號位于同一個地方的測距原理，稱為主動測距。用它所測得的站星距離和已知的衛(wèi)星在軌位置，也可推算出用戶現(xiàn)時的三維位置。這種基于主動測距原理的定位，稱為主動定位。

2、GPS偽距測量

GPS全球定位系統(tǒng)采用多星高軌測距體制，以距離作為基本觀測量，通過對4顆衛(wèi)星同時進行偽距測量，即可推算出接收機的位置。由于測距可在極短的時間內(nèi)完成，即定位是在極短的時間內(nèi)完成的，故可用于動態(tài)用戶。

現(xiàn)代測距實質(zhì)上是使用無線電信號測量其傳播時間來推算距離?？梢詼y量往返傳播延遲，也可以測量單程傳播延遲。往返傳播測距即主動測距，要求衛(wèi)星與用戶均具備收發(fā)能力。對用戶來說，這不僅大大增加了儀器的復雜程度，而且從隱蔽性來看也是十分不利的，因為發(fā)射信號易造成暴露。單程測距(即被動測距)則在很大程度上避免了上述的缺點。但單程測距要求衛(wèi)星與用戶接收機的時鐘同步。如果兩個時鐘不同步，那么在所測量的傳播延時時間中，除了因衛(wèi)星至用戶接收機之間距離所引起的傳播延遲之外，還包含了兩個時鐘的鐘差。要達到衛(wèi)星與用戶時鐘同步，在實際工作中很難做到，但可通過適當方法解決。

3、偽隨機碼與偽隨機碼測距

在有噪聲干擾的情況下，綜合考慮測距精度、信號帶寬、所需功率及不同衛(wèi)星識別等問題，全球定位系統(tǒng)采用了偽隨機碼測距技術(shù)。偽隨機碼又稱為偽噪聲碼，是一種可以預先確定并可以重復地產(chǎn)生和復制，又具有隨機統(tǒng)計特性的二進制碼序列。在深空通信場合，利用偽隨機編碼信號可以實現(xiàn)低信噪比接收，大大改善了通信的可靠性，且可實現(xiàn)碼分多址通信。此外，利用偽隨機編碼信號可以實現(xiàn)高性能的保密通信。這些特點正符合GPS系統(tǒng)的技術(shù)要求。

根據(jù)信號檢測理論的普遍結(jié)果，在噪聲為具有均勻功率譜的白噪聲條件下，測距的最佳接收機是一個相關(guān)接收機。這種接收方式是用發(fā)射信號的復制信號(稱為本地信號)和所接收到的信號與噪聲之和進行相關(guān)計算，然后通過測量相關(guān)函數(shù)的最大值的位置來確定目標的距離。從相關(guān)接收的方式來看，要求測距信號具有類似白噪聲的自相關(guān)特性。偽隨機碼測距技術(shù)就是這一思想的體現(xiàn)。

用偽隨機碼測定信號傳播延遲，需檢測相關(guān)輸出的極大值。這只能靠逐碼位地移動本地碼進行檢測?？紤]到檢測是在積分器進行積分之后進行的，積分時間又不宜太短，這樣檢測到最大相關(guān)輸出就要花費一定的時間，即需要一定的捕獲時間。在事先不知道待測距離及站鐘鐘差的情況下，碼越長，所需要的捕獲時間就越長。為了縮短捕獲時間，GPS衛(wèi)星還播發(fā)一種短碼，即C/A碼，也稱租碼。由于C/A碼是采用兩個具有良好互相關(guān)特性的同碼序列構(gòu)成的戈爾德碼族，與P碼保持同步，所以在捕獲C/A碼后，可以很方便地捕獲P碼。

以上便是此次帶來的GPS相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對GPS已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!