卫星导航设计代做（中国自制的卫星导航系统是什么）
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北斗卫星导航系统是由哪些公司在做
北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继GPS、GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
据介绍，2035年，我国将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系，进一步提升时空信息服务能力，为人类走得更深更远做出中国贡献。此次发射的北斗导航卫星和配套运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院抓总研制。这是长征系列运载火箭的第336次飞行。
扩展资料：
注意事项：
安装天线时要扭紧，并且天线走线时不要受到严重挤压损伤到屏蔽层或者导致天线短路，同时注意卫星天线和GPRS天线不要接错。
连接线、手柄连接线、卫星天线连接线、GPRS天线连接线走线避免高温高热地方，同时尽量避开强电场、磁场的地方。
北斗卫星同步时钟天线的架设位置应避开风口，以减小天线的风载。在多雷雨地区，天线的架设位置应避开雷击多发地点，天线头应放在电厂/变电站避雷针避雷范围内。
参考资料来源：百度百科-北斗卫星导航系统
关于卫星导航的资料
1． GPS系统组成
GPS gloabal Positioning System,这玩意是美国人搞的。主要分三大块，地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机。
简单唠叨唠叨
先说说设备， 当然大个的都是老美给咱准备好的，
地上，有一个主控制站，当然在老美的本土了，在科罗拉多。三个地面天线，五个监测站，分布在全球。主要是收集数据，计算导航信息，诊断系统状态，调度卫星这些杂事。
天上，有27颗卫星，距离地面20200公里。27颗卫星有24颗运行，3颗备用。这些卫星已经更新了三代五种型号。卫星发射两种信号：L1和L2。L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。卫星上的时钟采用铯原子钟或铷原子钟，计划未来用氢原子钟，比我的手表准。
手里，就是接收机了。大大小小，千姿百态，有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。一般常见的手持机接收L1信号，还有双频的接收机，做精密定位用的。
2．关于GPS接收机
GPS现在一般都是12通道的，可以同时接收12颗卫星。早期的型号，比如GARMIN 45C就是8通道。GPS接收机收到3颗卫星的信号可以输出2D（就是2维）数据，只有经纬度，没有高度，如果收到4颗以上的卫星，就输出3D数据，可以提供海拔高度。但是因为地球自己的问题，不是太标准的圆，所以高度数据有一些误差。现在有些GPS接收机内置了气压表，比如etrex的SUMMIT和VISTA，这些机器根据两个渠道得到的高度数据综合出最终的海拔高度，应该比较准确了。
GPS接收机的第一次开机，或者开机距离里上次关机地点超过800KM以上，因为接收机里存储的星历都对不上了，所以要在接收机上重新定位。
GPS接收机的使用要在开阔的可见天空下，所以，屋里就不能用了。手持GPS的精度一般是误差在10米左右，就是说一条路能看出走左边还是右边。精度主要依赖于卫星的信号接收，和可接收信号的卫星在天空的分布情况，如果几颗卫星分布的比较分散，GPS接收机提供的定位精度就会比较高。
如果你有笔记本，如果你有的时候要开车去外地。那么这是最便宜和实用的GPS解决方案。
3．定位精度
谈到定位精度，就得说说SA和AS.
什么是SA，AS呢？别急， 这还得从头说起，要不然你也不好明白。
GPS的信号有两种C/A码，P码。
C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的安全考虑，在信号上加入了SA (Selective Availability)，令接收机的误差增大，到100米左右。在2000年5月2日，SA取消，所以，咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。
P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用，AS（Anti-Spoofing），是在P码上加上的干扰信号。
总之，老美也是挺累的。发了一大堆卫星用于军用定位。然后觉得不值，想赚点钱，于是开发信号给民用，精度还不能太高，可精度低了大家又骂娘。因为GPS掌握在老美的手中，虽说免费使用，可是其他国家用着也不踏实，前两天打阿富汉是，美国就把该地区的GPS信号做了处理，定位精度变低。
俄罗斯有自己的卫星定位系统，全球导航卫星系统(GLObal NAvigation Satellite System)。欧洲也要发展自己的定位系统NAVSAT。中国也有自己的卫星定位，叫北斗，是双星系统，只能定位自己国家和附近的地区，而且目前只用于军方。
GPS应用知识2
今天讲的东西比较枯燥，但是有用啊，可以拿去和别人神侃。
1. GPS的设置
GPS拿到手，如果是新机器要定位，上次已经提到了。另外，还有一些设置，常用的有坐标系、地图基准、参考方位、公制/英制、数据接口格式什么的。
坐标系：常用的是LAT/LON和UTM。LAT/LON就是经纬度表示，UTM在这里就不管他了。
地图基准：一般用WGS84。
参考方位：就是北在哪里。北在哪里呢？实际上有两个北，磁北和真北呀（简称CB和ZBY）。
指南针指的北就是磁北，北斗星指的北就是真北。两者在不同地区相差的角度不一样的，地图上的北是真北。
公制/英制：自己选吧，我用公制。
数据接口格式：这得细谈谈。GPS可以输出实时定位数据让其他的设备使用，这就牵扯到了数据交换协议。几乎现在所有的GPS接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。NMEA协议有0180、0182和0183三种，0183可以认为是前两种的超集，现在正广泛的使用，0183有几个版本，V1.5 V2.1。所以，如果大家的GPS接收机如果要联上笔记本里通用的GPS导航程序，比如OZIEXPLORER和俺的GPSRECEIVER，就应该选择NEMA V2.0以上的协议。NMEA规定的通讯速度是4800 b/S。现在有些接收机也可以提供更高的速度，但说实话，没有什么用，4800就足够了。
象GARMIN，自己有一个mapsource软件，为了不让其他品牌的GPS使用该软件，就设计了私有的GARMIN协议，只有GARMIN的机器才能输出这种数据，而MAPSOURCE只能接收GARMIN协议，这样一来MAPSOURCE就只能让GARMIN的机器使用，打倒打倒！！！
2.经纬度的表示
再讲讲数据表示吧。一般从GPS得到的数据是经纬度。经纬度有多种表示方法。
1.） ddd.ddddd， 度 . 度的十进制小数部分（5位）
2.） ddd.mm.mmm，度 . 分 . 分的十进制小数部分（3位）
3.) ddd.mm.ss, 度 . 分 . 秒
不是所有的GPS都有这几种显示，我的GPS315只能选择第二种和第三种
一度是多远呢？如果这么问，可就太外行了。
在LAT/LON坐标系里，纬度是平均分配的，从南极到北极一共180个纬度。地球直径12756KM，周长就是12756*PI，一个纬度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (先说明白，不精确啊)。
经度就不是这样啦，只有在纬度为零的时候，就是在赤道上，一个经度之间的距离是111.319KM，经线随着纬度的增加，距离越来越近，最后交汇于南北极。大家想想，没错吧。所以经度的单位距离和确定经度所在的纬度是密切相关的，简单的公式是：
经度1°长度=111.413cosφ，在纬度φ处。 （这个公式也不精确呀，蒙人还可以）
做题：北京的经度119度，纬度40度。单位经度，单位纬度各是多少？
答： 单位纬度111.133KM 单位经度111.413×COS 40 = 85.347KM
讲这些的用途就是容易理解经纬度的表示。
1.）ddd.ddddd，在北京，纬度最后一位小数增1，实际你走了多少？大约1.1M
经度最后一位小数增1，实际你走了多少？大约0.85M
2.) ddd.mm.mmm，在北京，纬度最后一位小数增1，实际你走了多少？大约1.85M
经度最后一位小数增1，实际你走了多少？大约1.42M
3.) ddd.mm.ss，在北京，纬度秒增1，实际你走了多少？大约30.9M
经度秒增1，实际你走了多少？大约23.7M
今天说的都不是精确的公式，一般估计大致的数字没有问题。
GPS导航技术的新进展
美国的全球定位系统（GPS）导航卫星正在逐步现代化。GPS从美国空军的导航辅助设备开始，逐渐发展成军民两用的一种重要技术。GPS的精确位置与定时信息，已成为世界范围各种军民用、科研和商业活动的一种重要资源
GPS卫星的发展及信号的改进 GPS导航卫星自1978年发射以来，其型别已由第Ⅰ，Ⅱ和ⅡA批次发展到ⅡR批次。第Ⅰ，Ⅱ和ⅡA批次卫星共有40颗，是由罗克韦尔公司制造的，而20颗ⅡR批次卫星则由洛克希德·马丁公司制造。波音公司在1996年收购了罗克韦尔的航空航天和防务业务，目前正在制造33颗更先进的ⅡF批次卫星。美国还在考虑发展采用点波束的新一代GPS卫星（GPS-Ⅲ）。
GPS从1994年全面工作以来，改进工作一直在进行中。这是因为民用用户要求GPS具有更好的抗干扰和干涉性能、较高的安全性和完整性；军方则要求卫星发射较大的功率和新的同民用信号分离的军用信号；而对采用GPS导航的"灵巧"武器，加快信号捕获速度更为重要。
民用GPS导航精度迄今的最大改进发生在2000年5月2日，美国停止了故意降低民用信号性能（称为选择可用性，即S/A）的做法。在S/A工作时，民用用户在99%的时间只有100米的精度。但当S/A切断后，导航精度上升，95%的位置数据可落在半径为6.3米的圆内。
GPS卫星发送两种码：粗捕获码（C/A码）和精码（P码）。前者是民用的，后者只限于供美军及其盟军以及美国政府批准的用户使用。这些码以扩频方式调制在两种不同的频率上发射：L1波段以1575.42兆赫发射C/A和P码；而L2波段只以1227.6兆赫发射P码。
GPS卫星导航能力最重大的改进将从2003年发射洛克希德·马丁首批ⅡR-M(修改的ⅡR)卫星开始。ⅡR-M卫星将发射增强的L1民用信号，同时发射新的L2民用信号和军用码（M码）。进一步的改进将从发射波音ⅡF批次卫星的2005年开始，ⅡF批次卫星除发射增强的L1、L2民用信号和M码外，将在1176.45兆赫增加第3个民用信号（L5）。在ⅡF发射以前，M码将从发展型过渡到工作型。因为导航卫星星座的发射需要有一段时间，故在轨道上获得全工作能力则要在2007年发射18颗L2民用信号和M码卫星后才能实现。18颗卫星组成的第三个民用信号（L5）的星座预计要到2011年才能发射完。
此后，美军将得到抗干扰能力有所增强的新信号--M码。它能发送更大的功率，而不干涉民用接收机。M码还给军方一种新的能力，以干扰敌方对信号的利用，但其细节是保密的。
L2民用信号即第二个民用信号称为L2C，使民用用户也能补偿大气传输不定性误差，从而使民用导航精度提高到3～10米。而美军及其盟军因一开始就能接收L1和L2中的P码，故一直具有这种能力。
对L2的设计约束是它必须与新的M码兼容。为避免对军用L2 P（Y）接收机的任何损害，新的民用L2应具有与现有C/A码相同的功率和频谱形状。这里，括号中的Y码是P码的加密型。实际上，民用L2信号将比现有的L1 C/A信号低2.3分贝。功率较低的问题将由现代的多相关器技术加以克服，以便迅速捕获很微弱的信号。
GPS卫星发射的信号必须现代化，同时又要保持向后兼容性。组合的民用信号与军用信号必须放在现有频带中，而且具有足够的隔离，以防互相干涉。美国决定将C/A码信号放在L1频带和新的L2频带的中部，供民用使用，而保留Y码信号。
M码将采用一种裂谱调制法，它把其大部分功率放在靠近分配给它的频带的边缘处。抗干扰能力主要来自不干涉C/A码或Y码接收机的强大的发射功率。
M码信号的保密设计基于下一代密码技术和新的密钥结构。为进一步分离军用和民用码，卫星对于M码将具有单独的射频链路和天线孔径。当卫星能工作时，每颗卫星可能在每个载波频率上发射两个不同的M码信号。即使由同一颗卫星以同一载波频率发射，信号将在载波、扩散码、数据信息等方面不同。
M码的调制将采用二进制偏置载波（BOC）信号，其子载波频率为10.23兆赫，扩码率为每秒5.115百万扩散位，故称为BOC（10.23，5.115）调制，简称BOC（10，5）。因为BOC（10，5）调制与Y和C/A码信号相分离，故可以较大的功率发射，而不降低Y或C/A码接收机的性能。BOC（10，5）对于针对C/A码信号的干扰不敏感，而且与用来扩展调制的二进制序列的结构难以分辨。
L5将位于960～1215兆赫频段，而地面测距仪/塔康（DME/TACAN）导航台和军用数据链（Link 16）已大量使用这个频段，但这只会对欧洲中部和美国高空飞行的飞机产生干扰。美国计划对在L5±9兆赫以内的DME频率进行重新分配，以便L5信号在美国的所有高度都能良好地接收。
一些新的抗干扰技术
由于GPS卫星发射的导航信号比较微弱，而且以固定的频率发射，因此军用GPS接收机很容易受到敌方的干扰。
美国国防预研计划局（DARPA）正在发展一种新的抗干扰方法，采用战场上空的无人机来创造伪GPS星座，使其信号功率超过敌方干扰信号的功率。
所谓伪卫星，就是将GPS导航信号发射机装在飞机或地面上，顶替GPS卫星来进行导航。DARPA用无人机做伪卫星的研究，称为GPX伪卫星概念，旨在使己方的部队在受干扰的战场环境中具有精确的导航能力。其方法是由飞行中无人机上的4颗伪卫星广播大功率信号，这样在战场区域上空产生一个人工GPS星座。4架"猎人"无人机就可覆盖300千米见方的战区。
只要对现有GPS接收机的软件作些改变就可使用伪卫星发射的信号。当用实际GPS星座导航时，接收机开始需要知道卫星位置，即星历的情况，故伪卫星概念面临的挑战是采用可用的低数据率信息把4颗运动的伪卫星的位置告诉接收机。因此，DARPA和柯林斯公司设计人员的关键任务是在可用的50比特/秒信息中发送伪卫星星历。无人机的稳定性相当好，不会像战斗机那样机动；但任何运动都会使位置有点不确定。因而与采用卫星星座的导航比较，其定位总误差将增长约20%。DAPRA已用在7500米高度上的公务机上以及约3000米高度上的"猎人"无人机上试验了单颗伪卫星，导航精度从采用真卫星时的2.7米下降到4.3米。
当然，伪卫星不一定要全部机载，也可采用地面和机载发射机混合的方案。将某些伪卫星设在地面上的缺点是减少了覆盖范围，但提高了导航精度。为了克服干扰，伪卫星可发射100瓦信号，使地面接收机处的信号强度比来自卫星的信号强度增加45分贝。
诺斯罗普·格鲁门公司正在研制可提供30～40分贝抗干扰改进的GPS接收机。这种称为"反干扰自主完整性监控外推"的抗干扰方法将由惯性导航和GPS接收机在载波相位级进行全耦合来实现。全耦合滤波器将减小GPS跟踪回路的带宽，从而减少干扰信号进入GPS接收机的机会。
柯林斯公司和洛克希德·马丁公司联合为JASSM空面导弹研制的G-STAR高反干扰GPS接收机采用了调零和波束操纵的方法。该接收机重11.3千克，采用了一个空间时间适配器，适配器探测出一个威胁，便将其信号调到零，并在发射导航信号的卫星方向增加增益。
这种反干扰技术以数字方式实现，故称为数字波束成形器，它比常规的模拟调零法更为精确，同时可将接收机的波束调整到朝向可用的导航卫星。数字信号处理可通过动态移动零位来抵消噪声，增加增益，并通过一个6元天线阵来操纵波束。
民用GPS接收机也有抗干扰的问题，但民用GPS接收机用户更关心非故意干扰。非故意干扰基本上为宽波段类型，与干扰机将其功率集中于GPS频率不同。与软件有密切关系的数字信号处理方法，在对付宽波段干扰方面是很理想的。
美国Electro-Radiation（ERI）公司指出，常规抗干扰方法的是采用相控阵天线组成的零位操纵天线，这不仅要增加重量，且成本较高，而在接收机上实现的抗干扰技术通常只有有限的干扰剔除能力或者是专为对付某种干扰而特地设计的抗干扰能力。
这家公司已研制出能有效地对付所有已知类型干扰的一种干扰抑制装置（ISU），它不需要昂贵和笨重的天线，可以低成本、高效的方式加装到新的和现有的GPS接收机中，既适合军用，也适合民用。
这种干扰抑制装置包括补钉天线以及可插入任何GPS接收机天线接口的电子装置，用来抑制宽带噪声和窄带干扰。它使GPS接收机增加20分贝的抗宽带噪声能力和35分贝的抗窄带干扰能力。
GPS在飞机着陆中的应用
美国海军试飞员已驾驶F/A-18飞机在罗斯福号航母上利用GPS系统做了首批自动着舰。据称这种系统的性能相当于或超过目前自动着舰系统的性能。
美国海军在发展的着舰系统是雷神公司联合精密进近与着陆系统（JPALS）的海军型，它在JPALS的基础上作了修改。雷神公司正按美国空军的合同为所有军种的飞机研制JPALS系统，系统将采用局域差分GPS修正，为固定翼飞机和旋翼机在陆上机场提供Ⅰ类和Ⅱ类仪表进近。
美国海军牵头的舰载GPS（SRGPS）系统将取代舰载的塔康系统。它将在JPALS上增加一个单向低截获概率（LPI）数据链，为370海里范围内的飞机提供舰的位置。
而在92.5千米半径的范围内，双向LPI数据通信采用与民航空中交通管制（ATC）现代化计划所使用的自动相关监视-广播（ADS-B）类似的位置报告将使航母跟踪多达100架飞机。
在装有SRGPS的情况下，航母和其他舰船将能更隐蔽地与飞机联系，不必使用塔康系统和一次或二次雷达信号，并把话音通信减到最小程度。与塔康的15赫的更新率比，LPI链路将以很低的数据率（0.2赫）工作。
FAA的GPS广域增强系统（WAAS）的发展因一再遇到问题而推迟。该系统是由雷神公司制造的，试图用赤道上空的地球同步通信卫星把完整性告警信息，以及差分修正量等其他数据传送给GPS用户，提高GPS的导航精度，以满足Ⅰ类进近的要求。
原来对WAAS的计划是要在1999年12月开始进行60天的试验，然后在2000年晚些时候投入使用。但这些试验在2000年1月被撤消，撤消原因是由于信号中断以及误警率太高。然而，WAAS表明其精度可达到3米，远比试验所要求的7.6米要好，因而其发展工作仍在继续。据估计，安全性得到认证的WAAS将于2003年年初投入工作。
WAAS使用日期的延误可能还会对其后的局域增强系统（LAAS）产生影响，LAAS将为机场提供精密的GPS仪表进近能力，还有能力跟踪地面上滑行的飞机。LAAS预定2002年在美国46个Ⅰ类机场和114个Ⅱ/Ⅲ类机场投入使用。联邦快递公司的一架波音727-200货机率先在商业运营中采用具有LAAS能力的卫星着陆系统（SLS）进行了精密进近。
GPS的微小型化及其在炮弹制导中的应用
随着GPS/惯性制导系统成本的降低和体积的减小，现在甚至连一些炮弹也将采用GPS/惯性制导。美国英特斯台特电子公司（IEC）已研制了一种炮弹制导用微小型GPS接收机，装在美国海军和陆军的火箭助推的127毫米炮弹的尖头部。这种GPS接收机能承受炮弹发射时的12500g以上的过载，并能迅速截获GPS信号。这种接收机采用快速截获/直接Y码处理，不到6秒就能截获信号，并将跟踪多达8颗卫星。为抑制干扰信号，它被设计成与惯性测量装置紧耦合工作，并采用某种窄带跟踪回路技术。其制导系统中的惯性传感器采用了硅微机电系统（MEMS）技术，因而体积小，成本低。为减轻GPS时钟振荡器在长期储存中的相位不稳定的问题，采用了一种先进的相关器，对GPS信号进行时域搜索以及数据变换，用来搜寻时钟振荡器产生的不定性，从而能直接捕获Y码。
世界上有几种卫星导航系统？
全球卫星导航系统国际委员会公布的全球4大卫星导航系统供应商，包括美国的全球定位系统GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟的伽利略卫星导航系统（GALILEO）和中国的北斗卫星导航系统（BDS）。
其中GPS是世界上第一个建立并用于导航定位的全球系统，GLONASS经历快速复苏后已成为全球第二大卫星导航系统，二者目前正处现代化的更新进程中；GALILEO是第一个完全民用的卫星导航系统，正在试验阶段；BDS已经具备了亚太区域的导航定位、授时服务功能，由北斗二号逐步过渡到北斗三号，处于全球化快速发展阶段。
除了上述4大全球系统外，还包括区域系统和增强系统，其中区域系统有日本的QZSS和印度的IRNSS，增强系统有美国的WASS、日本的MSAS、欧盟的EGNOS、印度的GAGAN以及尼日尼亚的NIG－COMSAT－1等。
扩展资料：
卫星系统介绍：
全球卫星导航系统也叫全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS），是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。包括一个或多个卫星星座及其支持特定工作所需的增强系统。
全球卫星导航系统在军事、资源环境、防灾减灾、测绘、电力电信、城市管理、工程建设、机械控制、交通运输、农业、林业、渔牧业、考古业、生活、物联网、位置服务中都有应用。
参考资料来源：百度百科-全球卫星导航系统
如何代理北斗卫星导航终端
据我估计这东西现在还普及不了 因为要想用于民用导航还需要后续开发硬件在说目前北斗的卫星颗数还达不到导航用途 因为导航精度要求很高 我们国家现在上去了几颗北斗卫星 据说在过几十年就可以在全球使用 但目前还是天书
gps卫星导航原理
GPS的英文全名叫：Global Posting System，中文名字叫全球卫星导航系统，简称GPS。
GPS的上一代产品是美国海军1964年研制的“子午仪”导航卫星，属于低轨道卫星。主要用途是为核潜艇和水面舰艇的导航之用，兼做大地测量功能。它最重要的功能是为北极星核导弹提供精确的定位，以便迅速发动核打击。从1960年4月到80年代初共发射30多颗 。第一颗是子午仪1B号，用来对导航卫星方案及其关键技术进行试验鉴定，并验证双频多普勒测速定位导航原理，结果证明卫星导航可行。 “子午仪”的主要用户——北极星核导弹
“子午仪”卫星主体是八棱柱体，高 25.4厘米，宽45.7厘米，有一根长22.86米的稳定杆，从柱体的顶部伸出，杆子未端带有一个重约1.36公斤的质量块。四块短形太阳电池帆板从棱柱体侧面伸出，形成十字形，帆板长167.6厘米，宽25.4厘米。
1963 年12月发射第一颗实用导航卫星子午仪 5B-2号；1964 年 6 月发 射第一颗定型导航卫星子午仪 5C - 1号，并交付海军使用；1967 年7月子午仪号导航卫星组网实用并允许民用。1972年开始执行子午仪改进计划（TIP ），共发射3颗卫星，主要试验扰动补偿系统 ，对大气阻力和太阳辐射压力等引起的轨道摄动作实时补偿，大大提高了轨道预报精度，故称无阻力卫星。1981 年5月发射经过改进的实用型子午仪号卫星，改名为新星号（NOVA）。 卫星导航的开山之作：“子午仪”卫星
“子午仪”卫星运行在高度约1100公里的近圆极轨道，目的是为了避免多普勒效应减弱。它们在轨道面上均匀分布组成围绕地球的空间导航网，六颗卫星在轨道上的配置似鸟笼形状。它可为全球任何地方的水下潜艇、水面船只、地面车辆和空中飞机等用户服务，用户每隔1.5小时左右就可以接收每颗卫星以150兆赫与400兆赫频率连续播送的无线电信号。地球上的用户根据发送的信号，便可以确切地知道卫星在太空轨道上的位置。人们根据多普勒效应，用计算机就能确定出地球上运动体（如潜艇等）所在的位置。这样，即使潜艇在浩瀚的海洋水下航行，时时刻刻都能知道自己在何处，在大海深处航行数月也不会迷失方向。
地球上的用户，利用“子午仪”导航卫星发送的无线电信号来确定自己所在的位置，一颗卫星的定位精度在20~ 50米。如果在一天内把数颗卫星飞越30多次的数据都收集起来，然后进行平均计算，可以把定位误差减小到最小，这样就可以把定位精度提高到几米。
总体性能方面，“子午仪”系统用于军事导航的定位精度为6米左右，通过多次定位可达2米以内。整体系统可工作到1996年。子午仪导航系统可以全天候导航，导航信号覆盖全球；导航精度优于以前任何系统。但不能定高度、速度，不能连续实施导航。
不能连续导航对于用户来说实在麻烦，固定地点采用卫星多次飞越的数据来提高定位精度，显然是一个很好的办法。但是对于航行在水中的潜艇、水面的船舶，它们的导航接收机安在活动的艇、船上，还必须精确地知道它们航行的速度，否则，定位精度将会大大降低。对于翱翔在空中的飞机，由于在两次导航定位的时间间隔内，飞行距离可达1000公里以上，显然，不能用“子午仪”导航卫星来进行导航，而需要研制更先进的导航卫星系统。
“子午仪”的诞生在当时具有重大的科学意义，它是人类首次建立的卫星导航系统，它为后来的GPS以及伽利略系统奠定了基础。另外，“子午仪”也让军方充分认识到导航系统的重要性，接下来的时间内，世界主要强国均在卫星导航系统上投下巨资。
GPS的诞生和组成
GPS的诞生
为了解决“子午仪”存在的众多问题，美国国防部70年代投资100亿美元开发新的卫星导航系统，即我们熟悉的GPS，从当时到1993年GPS建成投入使用，共耗资300亿美元以上。GPS在当时隶属于“星球大战”的组成部分受到了相当高的重视，80年代美国放弃星球大战计划后，GPS仍然得以存活发展。 GPS系统示意图
和早期的“子午仪”相比，GPS提高了卫星的数量，同时应用了最新的计时工具，让定位精度大为提高。另外GPS可提供实时导航，大大方便了飞行器和舰船的应用。同时GPS解决了“子午仪”不能提供高度数据的缺陷，当GPS接收器能锁定4颗卫星信号的时候，便可提供实时的高度数据。另外，GPS还提供较高的容错性，当接收机能接收到5颗卫星的数据时，其中一颗便可提供错误信息供参考。除了传统的导航用途外，GPS还可以提供较为精确的移动信息和时间校正功能。
可以说，GPS相对于“子午仪”有了重大的飞跃，让卫星导航真正进入大规模应用领域。
GPS的发展阶段
GPS系统的组成
GPS主要包括3部分的设备：地面控制中心；导航卫星和GPS接收装置。GPS主控制站在美国科罗拉多，负责全权控制，另外的三个地面天线，五个监测站，分布在全球。主要是收集数据、计算导航信息、诊断系统状态、调度卫星这些杂事。太空中共有27颗GPS卫星，距离地面20200公里。27颗卫星有24颗运行、3颗备用。这些卫星已经更新了三代五种型号。卫星发射两种信号：L1和L2。L1:1575.42MHZ-p.htm" target="_blank" title="1575.42MHZ货源和PDF资料"1575.42MHZ L2:1227.60MHZ。卫星上的时钟采用铯原子钟或铷原子钟，计划未来用氢原子钟。至于接收机就很简单了，就是我们手头的GPS设备，包括大米同学的手机。常见的民用手持机接收L1信号，还有双频的接收机，做精密定位用的。军用的要复杂一些，主要更为可靠。 美国的德尔塔火箭发射最新型的GPS卫星
GPS的精度
性能方面，GPS虽然是军民合用的系统，但它针对军用和民用提供了不同的定位精度。军用为3米，民用信号增加了干扰机制，使精度下降到100米。鉴于GPS在民用中发挥越来越重要的作用，美国政府2005年取消了GPS的干扰机制，使民用信号的精度提高到了5米，大大方便了民用用户的使用，也为现在GPS的普及奠定了基础。不过据称经过改进的GPS军用信号已经达到了1米的精度，但尚未对民用开放。
下面我们来了解GPS的主要工作原理。
GPS的主要原理比较简单，只涉及基本的地理和数学知识，但由于种种因素的干扰，完全搞明白GPS的原理就比较复杂了。我们这里只讲述最基本的知识，以便大多数读者能够理解。
首先我们假定GPS卫星的位置为已知，而我们又能准确测定所在地点A至卫星之间的距离，那么A点一定是位于以卫星为中心、所测得距离为半径的圆球上。进一步，我们又测得点A至另一卫星的距离，则A点一定处在前后两个圆球相交的圆环上。我们还可测得与第三个卫星的距离，就可以确定A点只能是在三个圆球相交的两个点上。根据一些地理知识，可以很容易排除其中一个不合理的位置，因为这两点相差很远，可能在地球之外和地心某处，所以通过GPS内置的逻辑系统可以很容易的排除掉。
为了担保不会有意外发生，GPS通常会测量第4颗卫星的位置，这样4个虚拟的圆形相交的点就是我们的精确位置了。
综合所述，想GPS定位需要具备两个重要条件：
1、其一是要确知卫星的准确位置
2、其二是要准确测定卫星至地球上我们所在地点的距离
具体来讲，实现第一点的方法是通过精确的控制。首先要优化设计卫星运行轨道，而且，要由监测站通过各种手段，连续不断监测卫星的运行状态，适时发送控制指令，使卫星保持在正确的运行轨道。将正确的运行轨迹编成星历（相当于火车时刻表），注入卫星，且经由卫星发送给GPS接收机。正确接收每个卫星的星历，就可确知卫星的准确位置。 导航卫星的飞行轨迹有严格的限制，每颗都必须按照时刻表运行
第二点解决原理，只要知道卫星发射的信号到地面的距离就能准确知道卫星的距离，其中原理是最简单的物理公式：距离=速度*时间。GPS接收机计算卫星信号之间的间隔时间，乘上电磁波的速度就是准确的距离乐。但是这其中涉重要问题：卫星时间和GPS时间要同步，GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟，并由监测站经常进行校准。卫星发送导航信息，同时也发送精确时间信息。GPS接收机接收此信息，使与自身的时钟同步，就可获得准确的时间（GPS自身的时钟采用廉价的石英钟）。所以，GPS接收机除了能准确定位之外，还可产生精确的时间信息。 GPS的核心装配——原子钟（非GPS用）
知道了距离和卫星的位置后GPS就可以开始工作了。当然这其中还涉及相当复杂的知识，包括大气的干扰；时间的校对；卫星的控制；容错功能；提高精度的差分技术等等，足可以让你学上好几年。当然，作为普通用户，我们只知道简单原理就成了。
最后，我们来模拟一次卫星导航，就说大米同学吧。此人在外HAPPY后夜间迷路，怎么也会不了家，突然一掏兜想起自己还有GPS。慌乱中，大米启动GPS导航，系统开始自动寻找可用的GPS卫星，大米运气不错，有4颗卫星能用，信号清晰。GPS开始接收卫星传输的无线电波，首先计算出4颗卫星的距离，然后通过“卫星运行时刻表”，知道了4颗卫星的位置。条件具备后，GPS开始对比内置地图，根据经纬度坐标确定目前的方位，最后根据大米的指示开始导航，甜美的语音告诉使用者出前方5米掏开门的提示——敢情大米在家门口转悠了一个晚上！
如何，相信您对GPS的整个系统和运作方法有了大概的了解。
系统构成与工作原理 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：两颗地球静止轨道卫星、地面中心站、用户终端。 北斗卫星导航定位系统的基本工作原理是“双星定位”：以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心，各以测定的卫星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户终端将位于这2个球面交线的圆弧上。地面中心站配有电子高程地图，提供一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户的位置。
由于在定位时需要用户终端向定位卫星发送定位信号，由信号到达定位卫星时间的差值计算用户位置，所以被称为“有源定位”而其他几种定位系统都是接收机被动接受信号，成为无源系统。北斗星除了能作导航用途外，还可以进行简单的通讯功能，这是其他系统所不具备的。
北斗星显然是应急的产物，系统只有3颗卫星，造价和同类系统相比非常便宜，它的主要作用是确保战争时期和特殊用途时不受GPS的限制，有很强的战备目的。从性能上看，北斗星定位等功能和GPS相比也稍微不及，并且“有源定位”的工作方法很容易暴露用户的位置，保密性差，在军用方面是个不小的缺点。
总体来看，北斗星是我国在卫星导航的试水产品，很多地方还不完善，还有很长的路要走。出于战备目的，市面很少有北斗星的接收机出售，且价格昂贵，使用者基本是军队等国家用户。虽有少数零售产品，但都是应付事的面子工程，基本没有商业价值。 GPS和摩托罗拉“铱”系统的区别
在小编完成此文的时候，大米同学突出说出“铱”系统这个名词，并且将“铱”和GPS弄混了。为了解释这个问题，我们最后再介绍一下摩托罗拉的“铱”系统，看看它和GPS有和区别。
“铱”系统简单介绍
“铱”星系统是由美国摩托罗拉公司卫星通信部设计、筹建的通过低地球轨道运行的卫星组成的通信系统，与现有通信网结合，可实现全球数字化个人通信。于“铱”星系统包括66颗卫星，有部分是由中国长城工业公司的长征2C/SD火箭承担发射任务的。
这个系统最初设计中是模拟化学元素铱的原子结构，铱的原子核外有77个电子绕核旋转，所以设计的“铱”星系统也由77颗卫星在太空中的7条太阳同步轨道上绕地球运行，可以覆盖地球表面的任一点，构成“天衣无缝”的通信覆盖区，后来，这一系统改为66颗卫星围绕6个极度地圆轨道运行，但仍用原来注册的名称。
“铱”星系统于1994年开始发射了7颗卫星。1998年11月1日，“铱”星系统正式投入运行，开创了人类电信史上的新篇章。美国的副总统戈尔成为“铱”星的第一位用户，他将第一个电话打给了美国地理学会主席(此人是电话的发明人亚历山大·贝尔的曾孙)并告知他这个振奋人心的好消息。
“铱”星系统是一个非常庞大的低轨道卫星网络，共计72颗通信卫星(66颗组网卫星和6颗在轨的备用卫星)，运行在距离地面780公里高的轨道上，构成了6个倾角为86.4度的轨道面，卫星在轨道上绕地球运行的周期是100分钟又28秒。每颗卫星的质量约700千克。在每颗卫星上有48个发射点用来传送通讯信号。整个“铱”星系统和“铱”星本身都是由Motorola公司负责设计的，“铱”星系统的用户端的手持设备(“铱”星手机)是由Motorola公司和日本的专业手持电话制造商京瓷(Kyocera)提供，“铱”星手机分为只用于Iridium系统通信单功能机和GSM移动网/Iridium复合模式两种。后者既能用作卫星电话，又能用作蜂窝无线电话使用。当一个“铱”星用户呼叫另一个“铱”星用户时，“铱”星系统将会通过整个“铱”星网络定位被呼叫的“铱”星用户。如果被呼叫用户位于一个地面GSM系统的呼叫范围内的话，则信号将通过该地面GSM网络接通该用户的GSM信道(如果该用户使用兼容GSM的“铱”星电话)，就如同上面的情形。而如果无法在地面电话网内定位，则信号将直接在卫星与卫星之间传送，直到传送到被呼叫的“铱”星系统用户的“铱”星电话上。所以，只要通话双方都使用“铱”星电话，则无论用户在南极还是北极，该次通话肯定能够建立，体现出了“铱”星在个人通信方面的强大能力。 卫星爱好者拍摄的“铱”星掠过的照片
1998年11月“铱”星公司的全球卫星通讯系统全面建成并正式投入商业运营后，“铱”星公司在世界各地广设分公司，并拨出庞大的财务预算在全球范围内进行大规模的广告宣传活动，以纪念这一重大的技术创举，可谓声势浩大。不过，随着时间的推移，“铱”星公司在项目论证上存在的严重问题就逐渐暴露出来了。“铱”星公司所吸收的卫星电话用户的数量远远低于原来的预期，甚至达不到当初预计数字的一个零头。
同时，由于“铱”星公司的有息负债额高达44亿美元，占投资总额的80%，严重的入不敷出导致资金迅速枯竭，财务上陷入困境，该公司不得不在1999年8月向法院申请破产保护，在2000年3月17日，“铱”星公司被宣布破产，耗资57亿美元的“铱”系统最终走向失败。据最新消息，“铱”卫星公司(Iridium Satellite LLC，不是“铱”星公司)只花了2500万美元就完成了对“铱”星公司(Iridium LLC)及其子公司所属资产的收购，并刚从美国国防部获得了一份为期两年，价值7200万美元的合同，给大约20000名官员提供不限时间的无线通信服务。目前几十颗“铱”星委托波音公司管理和维护。 “铱”星电话，和普通GSM手机差不多
虽然走向大众的“铱”星系统失败了，但卫星移动通信系统仍存在广阔市场。因为目前，陆地蜂窝移动通信系统只能覆盖地球2%的面积，而且受用户和通信量制约，在一些地广人稀的区域长期运营蜂窝网得不偿失，加之海事卫星系统几十年来的成功运营，均表明卫星移动通信市场前景广阔。目前卫星通信系统仍在发展，除已投入使用的全球星系统外，还有ICO系统、奥德赛系统、日本的NTT系统、欧洲的RACE系统，都有着广阔的发展前景。
“铱”星系统通信装置在国内有出售价格与通话费用惊人也只有少数政府部门采购的起，普通老百姓是无缘享受了。
“铱”星系统和GPS的区别显而易见，“铱”星系统功能是通信，打电话用的；GPS是负责导航的，看地图用的。二者不能混淆。 卫星导航展望
讲了半天卫星导航，大家肯定有点累了，咱们最后说点实际的。
卫星导航在我国还出于尚在发展的产物，产品主要是以美国的GPS为主，价格说实话还比较昂贵，一般的产品的售价在2000元左右，而且还需要缴纳每年的使用费用，以更新地理数据等，否则设备会作废或过期。从实际使用上来看，小编觉得还有不少问题需要解决，首先是地图精度实在不足，信息少的可怜，只能给你大概的走法，并且精度不能保证。
其次，GPS的使用稍有复杂，尤其是行车期间绝不能使用，否则复杂的操作很可能令你出交通事故。因此GPS在易用性方面还需要进行较大的改进。
目前可用的导航系统只有GPS一家，没有其他替代品。不过随着2008年欧洲“伽利略”的投入使用，相信导航系统竞争加剧，价格会进一步下调。预计今后的导航系统很可能内置GPS和伽利略两套系统，互为备份并且还能提高使用精度。至于俄罗斯的GLONASS和我国的北斗星，由于种种原因，很可能不足以进入市场。
总之，小小的GPS别看样子简单，但其中蕴含的科技却是普通人难以想象的，从早期的罗盘指南针路到现在的卫星导航，其中经历了数千年的发展历程，背后经过了无数人的艰辛劳动，所以别小看您的GPS! 转载附录：卫星导航的核心设备—原子钟
GPS系统操作原理其实是很简单的:每一颗卫星不断发射包含其位置和精确到十亿分之一秒的时间的数字无线电信号。GPS的接收装置接收到来自于四颗卫星的信号，然后计算出在地球上的位置，误差仅为几百英尺。接收装置将接收时间与卫星发射的时间进行比较，通过二者之差计算出远离卫星的距离(光线的速度为每秒186000英里，假如卫星发射时间比接收时间晚千分之一秒，那么接受装置离卫星的距离就为186英里)。通过比较这个时间与其他三个已知位置的卫星的时间，接收装置便能够确定经纬度及海拔高度。
从以上论述可以看出精确计时及其计时工具在整个GPS系统中的重要地位。
说到原子钟，它最初本是由物理学家创造出来用于探索宇宙本质的;他们从来没有想过这项技术有朝一日竟能应用于全球的导航系统上。
根据量子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。同一种原子的共振频率是一定的—例如铯133的共振频率为每秒9192631770周。因此铯原子便用作一种节拍器来保持高度精确的时间。
30年代，拉比和他的学生们在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性。也就是在这里，他们在依靠这种原子计时器来制造时钟方面迈出了有价值的第一步。在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术。依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率。为此他还获得了1944年诺贝尔奖。同年，他还首先提出“要讨论讨论这样一个想法”(他的学生这样说道)，也就是这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。他还特别提出要利用所谓原子的“超精细跃迁”的频率。这种超精细跃迁指的是随原子核和电子之间不同的磁作用变化而引起的两种具有细微能量差别的状态之间的跃迁。
在这种时钟里，一束处于某一特定“超精细状态”的原子束穿过一个振荡电磁场。当原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到令一状态的跃迁。通过一个反馈回路，人们能够调整振荡场的频率直到所有的原子完成了跃迁。原子钟就是利用振荡场的频率即保持与原子的共振频率完全相同的频率作为产生时间脉冲的节拍器。
两位科学家先驱的工作为全球定位系统的发展奠定了基础:左图:拉比对原子和原子核的基本性质所做的研究引导他发明了磁共振的技术，为第一台原子钟的出现奠定基础。右图:拉比以前的学生诺曼·兰姆赛为铯原子束“喷泉”钟的发展奠定了基础。他还发明了氢微波激射仪器，从而为时间记录的概念重新下了定义。
拉比本人并没有深入到制造这种时钟的工作，但其他的研究者继续工作改进这个想法和技术。1949年，拉比的学生诺曼?兰姆赛所做的研究表明如果让原子束通过振荡场两次的话便能得到更精确的时钟。为此，兰姆赛于1989年获得了诺贝尔奖。 几十年来，铯束钟、氢微波激射钟和铷钟这三种时钟在空间领域发挥着重要作用，要么是被安装在卫星上，要么是安装在地面控制系统里。GPS系统的卫星最终必须依赖这些和拉比六十年前所构想出的时钟相似的铯钟。
1993年也就是五角大楼构思GPS系统的20年后，随着第二十四颗卫星的升空，GPS系统终于成为一个实用的系统了。美国空军操纵着这些卫星，并从遍布全世界的五个地面站监视着它们。收集到的数据将送到位于科罗拉多的空军联合空间行动中心进行分析，该中心每天将这些最新数据传送回每颗卫星上，校正时钟及轨道数据。
