GPS全球卫星定位技术在摄影测量中的用途


GPS全球卫星定位技术是有广泛用途的高新技术，它在摄影测量领域的引用，促进了摄影测量的发展。我们知道，摄影测量中有一项必要的工序——空中三角测量，其目的是为测图加密控制点。加密需要一定数量的航测外业控制点，而航测外业控制测量通常是艰苦的，有时是困难的，因此如何减少外业的工作量成为一个重要的研究课题。引用GPS技术为解决这一课题开辟了广阔的前景。我们知道，GPS可以用于动态定位，所以可以利用设在地面已知点上和飞机上的GPS接收机来测定航线中摄站相对于该地面已知点的三维坐标，即用来确定摄点的位置。摄站的位置坐标实际上类似外业控制点坐标。利用摄站位置坐标数据可以进行空中三角测量的区域平差（即控制点加密），从而节省或免去外业控制点。原则上讲，在理想的条件下，GPS测量提供的摄站坐标完全可以取代地面控制点，特别是在飞机上利用三个GPS天线进行差分干涉测量以确定飞机的飞行姿态参数，进而推算出摄影仪的六个定向参数，就使空中三角测量变得非常简单或者干脆不必进行了。

RTK注意事项
无线modem协议，有Generic Serial，Pac Crest；―Z-X RTK请选择Pac Crest
1） 设置基准站电台：
1． 串口：接收无线电的串口，选好后，再设置
2． 波特率
3． 通道：电台通道，选好后，再设置
4． 灵敏度：设置电台的灵敏度，设好后，检查
设置流动站电台：与基准站中的项目是相同的。
3.问题描述解决
l 基准站设置完，电台不发射
――当基准站收到4颗卫星以上或接受卫星数目恒定时，设置基准站和流动站，这样将可以保证电台正常工作和获取健康的卫星数据；
l 接收机无法接收卫星
――电缆连接是否正常
――电缆线有无问题
――有无遮挡
――判断GPS天线，可更换流动站GPS天线看是否可以解决
――判断主机，复位接收机，一种是软件复位，通过手簿或主机面板按键；一种是硬复位，方法是在主机关机状态下，同时按下开关键和回车键
l 流动站接收不到基准站信号
――流动站手簿显示信息是‘无RTK’
――检查流动站和基准站距离，建议城区小于10km,个别地区小于5km，
――检查流动站电缆接插件是否紧固
――升高流动站天线延长杆，并使鞭状天线晃动，看是否有效
――检查基准站发射电台，看‘RX’灯是否闪烁，如果闪烁则表示电台收到干扰，建议更换频道，同时流动站做相应改正
――检查基准站发射电台ON/OFF灯是否闪烁，闪烁代表电源电量不足，更换电瓶，在正常状态下此灯是恒亮的
――检查GPS设置中基准站和流动站的无线modem协议是否一致为Pac Crest
――检查基准站是否正常收星，如果基准站卫星数小于4颗，将无法驱动电台发射，流动站将接受不到电台信号
l 流动站经过很长时间得到‘固定解’ 或无法得到‘固定解’
――在 PDOP 值小于5，以L1和L2频率跟踪6颗或更多的卫星，基线长小于7公里以及测点附近无明显多路经效应反射物的条件下，快速-RTK 能在5 秒之内获得99.9% 置信度的整周模糊度解
――如果作业条件符合以上所列而无法得到或很慢，请分析：
――无线电环境：基准站附近有无大的无线电发射架，基准站电台有无干扰
卫星环境：直接影响源是太阳黑子是否爆发，如果爆发，则RTK的定位速度和精度将会受到严重影响，可登陆网站www.sepc.ac.cn获得太阳活动信息；
――从一点到另外一点，如果在此过程中流动站出现过失锁，到达新的测试点后，建议重设流动站，以剔除解算中的不干净数据
――卫星数少会影响解算速度
――电台收到外来干扰会影响解算速度
――太阳活动剧烈会严重影响速度
――建议作业前做好星历预报、太阳预报；作业时注意无线电干扰
l 静态时主机不记录数据
――按照出场设置，接收机将会每隔20秒记录一次历元，接收机中间的灯将会闪烁一次，如果不记录
――请确认能否正常收星
――请确定PC卡已插好
――请确认数据卡是否记满
――联系经销商
l 手簿与主机无法连接
――检查接插件是否插紧
――检查连连接线
――更换主机的连接口，如从A口更换到B口，同时在手簿中更改设置，以确定是否是串口问题
l 电池使用时间减少
――正常的充电电池的衰减期约为4年，随着时间的推进，使用时间将会缩短
――校验电池，检较槽是充电器的左槽，电池插入后将亮红色灯，按下检较钮后，将变为黄色灯闪烁，检较完成时变为绿灯闪烁，整个时间超出12小时
――检较后无法恢复的电池请联系代理商
l 开机后主机一直显示‘CHECK’
――正常开机后将显示‘CHECK’字符2秒钟
――如果一直显示，尝试关机，重插电池和PC卡
――无法解决请联系经销商
l iPAQ程序数据丢失
――建议联系经销商安装内存卡来避免
4.维护保养
l 基准站无线电台使用注意事项：
――PDL电台工作温度为：（－30§+60） 保存温度（－55§＋85），如果工作中超出以上温度范围，则不能保证电台正常作业或损坏电台
――PDL电台是防水电台，降雨环境可以继续作业，工作完后请注意干燥
――为防止高温损坏电台，请保持通风，严禁太阳下暴晒电台
――为减少电台发热量，在做短基线测量时（<5km），请保持在低档开关（2w）
l 请按照培训要求来缠绕电缆和电缆的放置
l 请注意各个接插件插拔的正确方法
l 请注意Z-X主机在包装袋中的安放，不要使底部电缆线弯折
l 请注意GPS天线的正确放置
l 请不要摔电池
l 雨中作业完成后请注意干燥
l 流动站由一个人来进行全部操作，背包和流动杆应为同一人，防止电缆线拉扯
l 包装箱为全密封抗摔设计，温度升高无法开箱时，请旋松放气螺旋后打开；装箱时由同一个人操作，防止夹断手指
确认测站点的位置是否适宜于 GPS 观测，当存在障碍物时，观测时间要延长才能获得同样效果

数据采集
数据采集是用来在当前工程中采集新的点。
1．采集点的说明：
1）坐标：显示当前点的坐标，包括N坐标、E坐标、高程
2）点名称：输入一个点名；描述：该点的描述；同样在…中也可以选取已有的点。
2．解算质量：
1） 解算方法：有有自主定位解 / 码定位解 / 固定解 / 浮动解
2） 卫星数目
3） 水平精度：水平中误差
4） 垂直精度：垂直中误差
3．历元计数:观测时的历元数
4．选项：
1）点击高级选项，弹出界面：
（1） 数据采集方法：选取当前数据采集的模式有三种模式：手工、按时间模式连续数据采集、按2D模式连续数据采集、按3D模式连续数据采集。如上图选取了按2D模式连续数据采集。
（2） 时间/距离间隔：设置保存数据的时间间隔或距离。
（3） 更新率：设置接收机为1赫兹或5赫兹。
2）点击偏心观测：用GPS去采集一个点要测一个点（待测点），测不了，就找边上的一个点（偏心点）。给出距离，测出角度（或给出角度），根据偏心点的坐标可以求出待测点的坐标。如果角度不是直接给出，那就要通过采集参考点和偏心点联系上的某一个点来求出方向。
3）点击工具: GPS状态、移动站设置、投影、查看地图、控制点、GPS设置、重置整周模糊度七个选项，选中后，设置完毕，点击OK返回。
4）显示采样时间间隔、频率
5．接受按钮：开始采集数据，FDC会进行检核，不合格解会弹出相应的消息框关闭：弹回主界面

DGPS原理
　　目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
DGPS概念
是一种用于改善定位和导航精度的技术措施。具体做法是在已知点上设站连续观测求取改正数，以实时传送或后处理方式，对同一测区作为同步观测的其它接收机的定位数据进行改正。
DGPS(差分GPS)分为两大类：伪距差分和载波相位差分。
1． 伪距差分原理
这是应用最广的一种差分。在基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较，得出伪距改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度。
这种差分，能得到米级定位精度，如沿海广泛使用的“信标差分”
2．载波相位差分原理
载波相位差分技术又称RTK（Real Time Kinematic）技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。
载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。
RTK的实际应用
RTK测量(厘米级精度动态实时差分测量)：RTK测量是将一台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也通过流动站电台接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用OTF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。这种测量方法的关键是求解起始的整周模糊度即初始化，并能始终保持。因此RTK测量除要求有足够数量的卫星和卫星具有较好的几何分布外，还要求基准站与流动站间的数据通讯必须良好。

RTK作业流程
一、 建立一个项目(参数设置、编译控制点)
二、 基准站设置
将仪器的工作模式设为RTK基准站模式，并让基准站认知自己的位置，发送数据。
注意：必须保证基准站WGS 84坐标和控制点所对应的WGS 84坐标在同一个WGS 84坐标系统内。
三、 流动站设置
将仪器的工作模式设为RTK流动站模式，建立差分关系，让流动站认知基准站的已知位置。
四、 求解转换参数。
将仪器解算出的WGS 84坐标转换为我们所需要的地方坐标。（标准的BJ 54坐标也可看作是地方坐标来求转换参数）
求取转换参数的方法主要有如下几种：
1、 控制点联测求：使用控制点的WGS 84坐标和地方坐标两套坐标建立关系求得。
2、 人工输入转换参数：使用已知的转换参数。
3、 地图投影确定转换参数：使用已知的投影方式，从而确定转换参数。
注意：使用方法2和3时基准站的坐标必须放在已知点上，而且基准站的WGS 84坐标必须是已知的地方坐标通过已知的转换参数和投影方式反算得到。
五、 进行点采集、放样等作业。
用控制点求转换参数时的多种作业方式：
1、 基准站置于已知点上：
基准站的WGS 84坐标的获得方法有2种：
A. 使用已有的静态数据，具体做法如下： 直接将控制点的WGS 84坐标和地方坐标输入手簿直接求取。
B. 使用上点采集的方式获取，此种方法是在无WGS 84成果的情况下使用，具体做法如下：基准站的WGS 84坐标直接从手簿中读取，然后将流动站拿到控制点上去采集WGS 84坐标。
2、 基准站置于未知点上，即基准站任意摆放时：
具体做法如下：虚拟一个基准站的地方坐标，基准站的WGS 84坐标直接使用手簿读取，然后将流动站拿到控制点上去采集WGS 84坐标。此时由于基准站的地方坐标是一个虚拟坐标，基准站不得参与转换参数的求解。

内业SOLUDTION软件操作流程
注意：观测完一测站后，需先关机后搬站。

内业SOLUDTION软件操作流程
下载GPS原始数据
开始菜单\程序\ashtech solutions\download
1. file\connect\receiver\connect via cable
(选择串口一般为COM1，波特率，然后确定连接)。
2．窗口左部分显示接收机内存文件，右部分可选择PC机中欲存数据的路径（文件夹）。利用右键功能可新建一个文件夹(new directory)。确认路径栏上显示的下载路径是否正确。　　　　　　
3. 窗口左部选择正确的接受机文件（windows操作规则）。
点击edit\copy to(move to)开始下载。
４．下载完毕，点击file\switch data source(或disconnect)。
５．重复１～４下载另一台接收机数据，直至全部完成。
注意：不同的单频机STEP-1下载数据时可能会出现重名情况（都是第N次开机），需将重名的文件改名（B文件、E文件、S文件均需改成同一名字）。否则引入内业SOLUDTION软件时，无法引入重名的文件。
一 建立项目
１． 打开SOLUTION2.5程序,进入“Welcome ”（欢迎）屏。



２． 新项目一般信息
单击[Create a new project]（建立一个新项目）钮，进入“new project”（新项目）屏的“Gerneral”（一般信息）卡页；在“Project”后输入项目名。其中“Comments”“Company”“Clien”几项可填可不填。


３． 设置为大地坐标系
单击 “Coordinate System”（坐标系统）卡页
由“System Type”（ 坐标系统类型）列表框中选“Geodetic”（大地坐标系）。
由“Geodetic” 列表框中选择“World Geodetic sys.1984”。

选择相应的高程系统大地高“Ellipsoid elevation”。
４． 设置其它参数
单击“new project”（新项目）屏的“Miscellaneous”（其它参数）卡页，按卡标
注逐项填选。


◆ 选定“Confidence Level（置信水平）”：一般选标准差
○95% Erorr(按95%置信度)
○Standard Erorr(按标准差)
◆ 给出“Desired Project Accuracy（项目要求精度）”：
Horizontal（平面默认） 0.01m + 1ppm
Vertical （纵向默认） 0.02m + 1ppm
若置信水平选了标准差则此处填两倍中误差
若置信水平选了95%置信度此处填三倍中误差
◆ 选定“Linear Unit（长度单为）”为“Miters”。
◆ 确定 “Blunder Detection（粗差探查范围）”：
*“Minimum verctor time span（基线求解最少的同步观测时间跨度）”，默认为5 Min（分钟）。
*“Valid antenna height range（有效天线高范围）”由 0 米——3米。
◆ 选定“Time（时间系统）”：○ UTC（世界协调时） ；○ Local（地方时），在地方时上打勾。
输入时差（Local-UTC）= 8 Hrs（小时）。
◆ “Processed verctor erorr scaling factor（向量误差尺度因子）”，为平差计算先验尺度，默认为1。
◆ 选定“ANTENNA（天线高类型）”：SLANT斜高。

“new project”（新项目）屏各卡页填选完毕无误后，单击[OK]钮，弹出添加数据文件框

二 、给项目添加数据
１． 选[Add raw data files from disk]钮，如下图所示，由磁盘拷贝原始观测数据到项目文件。


２． 选定欲添加的数据文件，单击[OK]钮；（如果是从接收机下载数据，则选[Add raw data files from recever]钮,进行数据下载。完毕后进入软件主屏）

3、 测站属性（点号，点描述，天线高等）
workbook窗口下（或双击时间条）：
* observation：site ID:键入点号
　　　　　　　　 antenna height:键入天线高
　　　　　　　　 height type:选择斜高slant（或vertical垂高）
antenna type:选择天线型号
单频机STEP-1：103661
双频机 Z-X：701975-01-GP　　　　　　　　　　　　　　　　　　
* sites：site descri ptor：键入测站描述
３． 单击工作簿中的“Occupation”卡页，查看原始数据文件。（如果仪器是LOCUSS则需进行站点标识符、天线高等的编辑）。
三 、求解基线向量（GPS原始观测数据处理）
1、粗差探测Blunder detection
单击菜单“RUN”—Blunder detected,软件根据设置的“粗差探查范围”自动检测错误输入的天线高和基线观测时间段。查看报文信息窗口,如果有粗差，在报文信息窗口会显示红色信息。
2、基线解算
逐项单击菜单“RUN”—Processing—All。随即网图被打开、工作表切换到“Vector”（向量）卡页，并不断刷新网图和添加解算结果。

3．查看及应对措施
注意，基线解中的“QA”栏中为空白表示合格（其标准差在限差之内）说明已求得固定双差解，若出现“Failed”，表示标准差大于限差，只求得浮动双差解。对未通过QA检测的基线进行图形编辑（删除时间段、删除卫星、取消选择不良参考星等操作）。采取的措施：如图在基线“VECTOR”栏中鼠标右击未通过QA检测的基线，选择“VIEW RAW DATA”先查看该条基线两个设站点接受的卫星信号图，通过右击鼠标可选择查看卫星的“信噪比”、“截止高度角”、“相位载波”、“残差分析”（在基线“VECTOR”栏中鼠标右击基线，选择“VIEW RESIDUAL”）中有无卫星失锁，信号不好等情况，在基线“VECTOR”栏中鼠标右击基线，选择“PROCESS”修改其高度角或屏蔽信号时间段特别短的卫星，或把某颗卫星失锁的时间段删掉。如果这些措施无效：
（1）若此基线不影响整个网结构，就得删除坏基线，右击坏基线随即弹出：
Exclude （排除）
Properties （特性）
选“Exclude”（排除），则在“Vector”卡页上删除(变灰)此基线。
（2）若此基线比较重要则需改善观测环境重测该基线。
4．逐日添加观测数据并解算新添加的基线
在菜单项“Project”下，选Add Processed Vector（添加处理过的向量）不断将新基线添加到GPS网。

四、 GPS网最小约束平差
１． 做自由网平差计算
运行Run—Adjustment，做平差计算。
2．查看并分析自由网平差结果
在“Tau Test”栏有两处出现“Failed”（失败），但其残差并不大；再看下方的报文信息框中的“Standard Error of Unit Weight”（单位权标准差）如果它接近1, 说明不存在明显粗差；如果其中含有“Chi—Square：Failed”（χ2检验失败）说明向量误差尺度估计偏小（或偏大）。如图下面部分所示：
在浏览框中查看Chi-square test: failed
Lower limit: 8.230746
Upper limit: 31.526379
Chi-square: 6.083504
Variance of Unit Weight: 0.337972
Standard Error of Unit Weight: 447164.309429
3. 基线向量误差尺度因子
若开方检验未通过Chi-square test: failed
在菜单项“Project”下选Setting，单击“Miscellaneous”卡页。将“Processed vector error”处理的向量误差尺度因子（默认为1）调为“Standard Error of Unit Weight”所显示的数字(单位权标准差如上447164.309429)。

单击[OK]钮，返回主屏。
再进行自由网平差。反复迭代使开方检验通过。

4. 重新做自由网平差计算
此时“Chi—Square：Passed”（χ2检验通过）；若“Tau Test”栏仍为“Faile”（失败），其残差不大，而且是短边，所以仍保留，不予删除。表中“QA”栏已全部合格，认定自由网平差是好的。
5. 到此，自由网平差结果的精度反映了GPS测量的真实质量。下一步需要做控制点约束平差，同时完成坐标转换工作。如果在约束平差这一步出问题，多数属于控制点精度不匹配引起，而不是GPS测量的问题。
五、约束平差
a) 立基准坐标系。
点击“Project\settings”。
在Coordinate卡页下将“system”右边的下拉菜单中的坐标系统选择为Grid(基准坐标系)。
在“Grid”右边的下拉菜单中选择“NEW”。
点击其右边的“□”，进入“Grid System Definition”卡页：A在“system name”右边输入自定义的基准坐标系统名
B在“zone”右边的下拉菜单中选择“NEW”
C点击其右边的“□”，进入“Zone Definition Dialog”卡页：1、在“name”右边输入自定义投影方式名称
2、在“Geodetic”右边的下拉菜单中选择投影面为“Beijing 1954”
3、在其下面的表格Longitud of Central Meridian中输入自定义基准坐标系的中央子午线经度（可以输入当地的大概的经度作为中央子午线经度，注意：我们的中央子午线都是东经E。）
4、比例缩放因子Scale factor at Central Meridian输入1,东坐标（西移500公里）False of grid origin中输入500000，然后点击“OK”或“确定”字样直至自动退出这个设置。
b) 立地方坐标系，并求得基准坐标系和地方坐标系的转换关系。
A点击Project\settings，在Coordinate卡页下将“system”右边的下拉菜单中的坐标系统选择为“Local Grid”(自定义坐标系)
B在“Local Grid”右边的下拉菜单中选择“NEW”，然后点击其右边的“□”，进入“Local Grid System Definition”卡页：在“name”右边输入自定义的地方坐标系统名，点击 最下面的按钮“Estimate…”进入“Local Grid Transformation Parameter Estimation”对话框，输入已知点的地方坐标，点击按钮“calculate”,然后点击“ok”或“确定”字样直至退回到“Project settings”对话框的“Coordinate system”卡页，在此卡页的最下面的“height system”（高程系统）选项中选择“Orthometric Eveati”(正常高系统)，然后点击“确定”按钮。
c) 入控制点坐标，约束平差。
１． 在“workbook”卡页上的“control site” （控制点）中输入控制点的坐标以及高程，选择控制点类型（type）和约束类型(fixed)，由菜单项“RUN”下选Adjustment，进行约束平差计算，自动切换到“Adjustment Analysis”卡页，并显示出平差结果。
２． 单击工作簿中的“Sites”卡页，查看经约束平差后的站点坐标。
查看 “Std.Err”栏相应各站点的两倍点位标准差值。
欲查看“95% Err”（95% 误差），右键单击“Std.Err”栏，在弹出的框中选“95% Err” 即可。

六、 项目报表生成
1、 选“Project”菜单下的Report项。
欲查看所列各节的全部内容，单击“Adjustment Results”（平差结果）节左的“+”号即可照此列出“Miscellaneous”的内容，其它各节的内容亦照此办理。
单击[Add >>]钮，将左边框中的所列各节内容纳入报表。如若从右边框中删去某项，只须将其点亮后，再击[Remove<]钮即可。
2、 单击[OK]钮，进入报表编辑器设置对话框。默认报表编辑器是Microsoft Word。
如果必要，可做修改、打印、记盘。

伽利略全球卫星定位导航系统与GPS



正在建设的伽利略全球卫星定位导航系统与美国的GPS相比，有哪些优越性？打一个非常形象的比喻：如果说美国的GPS只能找到街道，那么“伽利略”可找到车库门。

在卫星与地面站之间信号的传送方式上，美国GPS的卫星信号上传和控制部分均处于同一个波段，而伽利略全球卫星定位导航系统则有3个波段分别传送，因此可使地面系统在任何时候都可以同任何一个卫星进行信号传递。此外，美国GPS只有28颗卫星，而伽利略全球卫星定位导航系统由30颗卫星组成，因此全球覆盖面更广，并且卫星定位的精度也比GPS提高了10倍以上，可以达到1至3米左右。

现在大家所熟悉的美国GPS由于在建立之初是应用于军事，因此对民用领域有许多限制。例如目前GPS的精度虽然可以达到10米以内，但美国考虑到本国的利益，对国际上开放的民用精度只有30米，而且可在任何时间以任何借口中断服务。

伽利略计划的实施，将结束美国GPS在世界上的垄断局面。据了解，从现在到2005年，伽利略计划将完成卫星和地面组成设备的研发和仿真测试工作；在2006年至2008年，将发射卫星，并进行地面台站的安装调试。2008年，伽利略全球卫星定位导航系统将正式投入商业运行。

GPS及其作用


GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写。该系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。它是在地球上空布设24颗 GPS专用卫星，卫星轨道即每时刻的精确位置由地面监控站测定，并通过卫星用无线电波向地面发播；地面上用GPS接收机同时接收4颗以上卫星信号，根据卫星的精确位署以求得地面点位置。它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息。

GPS具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点，促使大地测量的作用大大向外扩展延伸。其作用可归纳如下一些；
（1）为飞机、船舶、运载体提供定位和导航信息；
（2）布设城市、矿山、海洋等各类控制网，不需造标观测，可灵活方便又廉价的满足经济建设和国防建设的需要；
（3）布设地面监测网，可监测地壳形变、板块运动、固体潮、海平面升降等地球动力学现象；
（4）可用于标定国界、海疆和联测沿海岛屿；
（5）用于建立以地球质心为坐标系原点的地心坐标系，为建立大地测量参考框架提供资料；
（6）利用GPS和水准测量资料精化大地水准面；
（7）应用在已知点上的GPS观测资料，可反求大气对流层的气象元素等。

全球定位系统


全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机，接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。是根据美国国防部1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。由三部分组成，即空间的卫星，地面控制系统，用户的接收处理装置。空间部分有21颗卫星，其中18颗为工作卫星，3颗为备份卫星。18颗工作卫星均匀分布在二万公里高的六个轨道平面上，每个轨道面三颗，运行周期为12小时。工作卫星以L1=1575.42兆赫和L2=1227.6兆赫两种频率发送导航信号，导航信号采用伪随机噪音编码调制，L1用P码和C/A码调制；L2用P码调制。C/A码开放民用。地面控制系统由一个主控站、四个监控站和三个注入站组成，任务是保证卫星导航数据的质量。用户的接收装置由天线、接收机、计算机和数据处理软件等组成。