定位系统主要由以下三个核心部分组成,具体如下:
一、卫星星座(空间段)
卫星数量与分布 GPS系统由24颗以上工作卫星组成,实际运行卫星数量通常更多(如30颗以上)以提高精度和容错性。这些卫星均匀分布在6个轨道面上,每个轨道面4颗,轨道倾角为55°,并配备4颗有源备份卫星。
功能与作用
卫星负责传输位置、时间等导航信息,通过三角定位原理为地面用户提供经度、纬度、高度、速度及时间等数据。
二、地面控制部分
主控站
全球唯一的主控站,负责协调和管理所有卫星的运行状态,接收监测站传来的数据并下发指令。
监测站
全球分布的5个主监测站和3个地面控制站,配备高精度铯钟和卫星接收机,实时监测卫星位置、时钟参数及电离层、气象数据,并将数据传输给主控站。
注入站
负责将主控站计算出的导航数据(如轨道参数、时钟校正)传输给卫星,通常每天执行一次注入操作。
三、用户设备部分
GPS信号接收机
用户终端的核心设备,用于捕获卫星信号,测量伪距离及距离变化率,解调卫星轨道参数,并通过微处理器进行定位计算。
配套软件与硬件
包括信号处理算法、定位解算程序及用户界面,将计算结果以经纬度、高度等直观形式呈现。
补充说明
容错与冗余: 系统通过卫星星座的冗余设计(如备份卫星)和地面控制的分级管理,确保在部分设备故障时仍能维持定位服务。 全球覆盖
以上三部分协同工作,构成完整的定位系统架构,满足不同场景下的导航需求。