1.3.1  GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)

GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等。

1、定位精度高

　　應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對定位精度在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小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm,較差中誤差為0.3mm。

2、觀測時間短

　　隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20KM以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對定位測量時，當(dāng)每個流動站與基準(zhǔn)站相距在15KM以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2分鐘，然后可隨時定位，每站觀測只需幾秒鐘。

3、測站間無須通視

　　GPS測量不要求測站之間互相通視，只需測站上空開闊即可，因此可節(jié)省大量的造標(biāo)費(fèi)用。由于無需點(diǎn)間通視，點(diǎn)位位置可根據(jù)需要，可稀可密，使選點(diǎn)工作甚為靈活，也可省去經(jīng)典大地網(wǎng)中的傳算點(diǎn)、過渡點(diǎn)的測量工作。

4、可提供三維坐標(biāo)

　　經(jīng)典大地測量將平面與高程采用不同方法分別施測。GPS可同時精確測定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。目前GPS水準(zhǔn)可滿足四等水準(zhǔn)測量的精度。

5、操作簡便

　　隨著GPS接收機(jī)不斷改進(jìn)，自動化程度越來越高，有的已達(dá)“傻瓜化”的程度；接收機(jī)的體積越來越小，重量越來越輕，極大地減輕測量工作者的工作緊張程度和勞動強(qiáng)度。使野外工作變得輕松愉快。

6、全天候作業(yè)

　　目前GPS觀測可在一天24小時內(nèi)的任何時間進(jìn)行,不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響。

7、功能多、應(yīng)用廣

GPS系統(tǒng)不僅可用于測量、導(dǎo)航，還可用于測速、測時。測速的精度可達(dá)0.1M/S，測時的精度可達(dá)幾十毫微秒。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。GPS系統(tǒng)的應(yīng)用前景當(dāng)初，設(shè)計GPS系統(tǒng)的主要目的是用于導(dǎo)航，收集情報等軍事目的。但是，后來的應(yīng)用開發(fā)表明，GPS系統(tǒng)不僅能夠達(dá)到上述目的，而且用GPS衛(wèi)星發(fā)來的導(dǎo)航定位信號能夠進(jìn)行厘米級甚至毫米級精度的靜態(tài)相對定位，米級至亞米級精度的動態(tài)定位，亞米級至厘米級精度的速度測量和毫微秒級精度的時間測量。因此，GPS系統(tǒng)展現(xiàn)了極其廣闊的應(yīng)用前景。

1.3.2  GPS系統(tǒng)的應(yīng)用前景

1、GPS的最初用途

　　GPS最初就是為軍方提供精確定位而建立的，至今它仍然由美國軍方控制。軍用GPS產(chǎn)品主要用來確定并跟蹤在野外行進(jìn)中的士兵和裝備的坐標(biāo)，給海中的軍艦導(dǎo)航，為軍用飛機(jī)提供位置和導(dǎo)航信息等。

2、GPS系統(tǒng)用途廣泛

　　目前，GPS系統(tǒng)的應(yīng)用已將十分廣泛，我們可以應(yīng)用GPS信號可以進(jìn)行海、空和陸地的導(dǎo)航，導(dǎo)彈的制導(dǎo)，大地測量和工程測量的精密定位，時間的傳遞和速度的測量等。對于測繪領(lǐng)域，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)用于建立高精度的全國性的大地測量控制網(wǎng)，測定全球性的地球動態(tài)參數(shù)；用于建立陸地海洋大地測量基準(zhǔn)，進(jìn)行高精度的海島陸地聯(lián)測以及海洋測繪；用于監(jiān)測地球板塊運(yùn)動狀態(tài)和地殼形變；用于工程測量，成為建立城市與工程控制網(wǎng)的主要手段。用于測定航空航天攝影瞬間的相機(jī)位置，實(shí)現(xiàn)僅有少量地面控制或無地面控制的航測快速成圖，導(dǎo)致地理信息系統(tǒng)、全球環(huán)境遙感監(jiān)測的技術(shù)革命。

　　許多商業(yè)和政府機(jī)構(gòu)也使用GPS設(shè)備來跟蹤他們的車輛位置，這一般需要借助無線通信技術(shù)。一些GPS接收器集成了收音機(jī)、無線電話和移動數(shù)據(jù)終端來適應(yīng)車隊管理的需要。

3、多元化空間資源環(huán)境的出現(xiàn)

　　目前，GPS，GLONASS，INMARSAT等系統(tǒng)都具備了導(dǎo)航定位功能，形成了多元化的空間資源環(huán)境。這一多元化的空間資源環(huán)境，促使國際民間形成了一個共同的策略，即一方面對現(xiàn)有系統(tǒng)充分利用，一方面積極籌建民間GNSS系統(tǒng)，待到2010年前后，GNSS純民間系統(tǒng)建成，全球?qū)⑿纬蒅PS/GLONASS/GNSS三足鼎立之勢，才能從根本上擺脫對單一系統(tǒng)的依賴，形成國際共有、國際共享的安全資源環(huán)境。世界才可進(jìn)入將衛(wèi)星導(dǎo)航作為單一導(dǎo)航手段的最高應(yīng)用境界。國際民間的這一策略，反過來有影響和迫使美國對其GPS使用政策作出更開放的調(diào)整?？傊?，由于多元化空間資源環(huán)境的確立，給GPS的發(fā)展應(yīng)用創(chuàng)造了一個前所未有的良好的國際環(huán)境。

4、發(fā)展GPS產(chǎn)業(yè)

　　今后GPS將像目前汽車、無線電通信等一樣形成產(chǎn)業(yè)化。美國已將廣域增強(qiáng)系統(tǒng)WAAS（即將廣域差分系統(tǒng)中的發(fā)送修正數(shù)據(jù)鏈轉(zhuǎn)為地球同步衛(wèi)星發(fā)送，使地球同步衛(wèi)星也具有C/A碼功能，形成廣域GPS增強(qiáng)系統(tǒng)）計劃發(fā)展成國際標(biāo)準(zhǔn)。我國目前也有一些單位生產(chǎn)車載GPS系統(tǒng)。為發(fā)展我國的GPS產(chǎn)業(yè)，武漢已經(jīng)成立中國GPS工程中心。

5、GPS的應(yīng)用將進(jìn)入人們的日常生活

　　最近幾年，越來越多普通消費(fèi)者買得起的GPS接收器出現(xiàn)了。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些設(shè)備的功能越來越完善，幾乎每月都有新的功能出現(xiàn)，但價格在下跌，尺寸也越來越小了。兩三年前GPS設(shè)備還像藝術(shù)品一樣令人望而卻步，而現(xiàn)在消費(fèi)者終于可以擁有一款夢想已久的GPS接收器了，還帶有以前做夢也想不到的很多先進(jìn)的功能。

　　消費(fèi)類GPS手持機(jī)的價格從幾百元到幾千元不等，它們基本上都有12個并行通道和數(shù)據(jù)功能。有些甚至能與便攜電腦相連，可以上傳/下載GPS信息，并且使用精確到街道級的地圖軟件，可以在PC的屏幕上實(shí)時跟蹤你的位置或自動導(dǎo)航。

　　GPS信號接收機(jī)在人們生活中的應(yīng)用，是一個難以用數(shù)字預(yù)測的廣闊天地，手表式的GPS接收機(jī)，將成為旅游者的忠實(shí)導(dǎo)游。盡管目前大多數(shù)人還不知道什麼是GPS，但有人預(yù)言，GPS將改變我們的生活方式。今后，所有運(yùn)載器，都將依賴于GPS。GPS就象移動電話、傳真機(jī)、計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)對我們生活的影響一樣，人們?nèi)粘Ｉ顚㈦x不開它。

1.3.3  我國的GPS定位技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展情況

新中國成立后，我國的航天科技事業(yè)在自立更生、艱苦創(chuàng)業(yè)的征途上，逐步建立和發(fā)展，躋身于世界先進(jìn)水平的行列，成為世界空間強(qiáng)國之一。從1970年4月把第一顆人造衛(wèi)星送入軌道以來，我國已成功地發(fā)射了三十多顆不同類型的人造衛(wèi)星，為空間大地測量工作的開展創(chuàng)造了有利條件。

    70年代后期，有關(guān)單位在從事多年理論研究的同時，引進(jìn)并試制成功了各種人造衛(wèi)星觀測儀器。其中有人衛(wèi)攝影儀、衛(wèi)星激光測距儀和多普勒接收機(jī)。根據(jù)多年的觀測實(shí)踐，完成了全國天文大地網(wǎng)的整體平差，建立了1980年國家大地坐標(biāo)系，進(jìn)行了南海群島的聯(lián)測。

    80年代初，我國一些院校和科研單位已開始研究GPS技術(shù)。十多年來，我國的測繪工作者在GPS定位基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用開發(fā)方面作了大量工作。

    80年代中期，我國引進(jìn)GPS接收機(jī)，并應(yīng)用于各個領(lǐng)域。同時著手研究建立我國自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。至今十多年來，據(jù)有關(guān)人士估計，目前我國的GPS接收機(jī)擁有量約在4萬臺左右，其中測量類約500-700臺，航空類約幾百臺，航海類約3萬多臺，車載類數(shù)千臺。而且以每年2萬臺的速度增加。足以說明GPS技術(shù)在我國各行業(yè)中應(yīng)用的廣泛性。

    在大地測量方面，利用GPS技術(shù)開展國際聯(lián)測，建立全球性大地控制網(wǎng)，提供高精度的地心坐標(biāo)，測定和精化大地水準(zhǔn)面。組織各部門(10多個單位，30多臺GPS雙頻接收機(jī))參加1992年全國GPS定位大會戰(zhàn)。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，GPS網(wǎng)點(diǎn)地心坐標(biāo)精度優(yōu)于0．2m，點(diǎn)間位置精度優(yōu)于10—8。在我國建成了平均邊長約100km的GPSA級網(wǎng)，提供了亞米級精度地心坐標(biāo)基．準(zhǔn)。此后，在A級網(wǎng)的基礎(chǔ)上，我國又布設(shè)了邊長為30—100km的B級網(wǎng)，全國約2500個點(diǎn)。A、B級GPS網(wǎng)點(diǎn)都聯(lián)測了幾何水準(zhǔn)。這樣，就為我國務(wù)部門的測繪工作，建立各級測量控制網(wǎng)，提供了高精度的平面和高程三維基準(zhǔn)。我國已完成西沙、南沙群島各島嶼與大陸的GPS聯(lián)測，使海島與全國大地網(wǎng)聯(lián)成一整體。

    在工程測量方面，應(yīng)用GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，用于城市和礦區(qū)油田地面沉降監(jiān)測、大壩變形監(jiān)測、高層建筑變形監(jiān)測、隧道貫通測量等精密工程。加密測圖控制點(diǎn)，應(yīng)用GPS實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖和用于施工放樣。

    在航空攝影測量方面，我國測繪工作者也應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行航測外業(yè)控制測量、航攝飛行導(dǎo)航、機(jī)載GPS航測等航測成圖的各個階段。

    在地球動力學(xué)方面，GPS技術(shù)用于全球板塊運(yùn)動監(jiān)測和區(qū)域板塊運(yùn)動監(jiān)測。我國已開始用GPS技術(shù)監(jiān)測南極洲板塊運(yùn)動、青藏高原地殼運(yùn)動、四川鮮水河地殼斷裂運(yùn)動，建立了中國地殼形變觀測網(wǎng)、三峽庫區(qū)形變觀測網(wǎng)、首都圈GPS形變監(jiān)測網(wǎng)等。

    GPS技術(shù)已經(jīng)用于海洋測量、水下地形測繪。

    我國的《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》已于1992年10月1日起實(shí)施。

    此外，在軍事部門、交通部門、郵電部門，地礦、煤礦、石油、建筑以及農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)，在航空航天、測時授時、物理探礦、姿態(tài)測定等領(lǐng)域，也都開展了GPS技術(shù)的研究和應(yīng)用。

    在靜態(tài)定位和動態(tài)定位應(yīng)用技術(shù)及定位誤差方面作了深入的研究，研制開發(fā)了GPS靜態(tài)定位和高動態(tài)高精度定位軟件以及精密定軌軟件。在理論研究與應(yīng)用開發(fā)的同時，培養(yǎng)和造就了一大批技術(shù)人才和產(chǎn)業(yè)隊伍。

    近幾年，我國已建成了北京、武漢、上海、西安、拉薩、烏魯木齊等永久性的GPS跟蹤站，進(jìn)行對GPS衛(wèi)星的精密定軌，為高精度的GPS定位測量提供觀測數(shù)據(jù)和精密星歷服務(wù)，致力于我國自主的廣域差分GPS(WADGPS)方案的建立，參與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)和GPS增強(qiáng)系統(tǒng)(WAAS)的籌建。同時，我國已著手建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(雙星定位系統(tǒng))，能夠生產(chǎn)導(dǎo)航型和測地型GPS接收機(jī)。GPS技術(shù)的應(yīng)用正向更深層次發(fā)展。

為了適應(yīng)GPS技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，1995年成立了中國GPS協(xié)會，協(xié)會下設(shè)四個專業(yè)委員會，希望通過廣泛的交流與合作，發(fā)展我國的GPS應(yīng)用技術(shù)。