物聯網知識普及之GPS技術
GPS構成
1.空間部分
GPS的空間部分是由24顆工作衛星組成,它位于距地表20200km的上空,均勻分布在6個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有3 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,并能在衛星中預存的導航信息。GPS的衛星因為大氣摩擦等問題，隨著時間的推移，導航精度會逐漸降低。
2. 地面控制系統
地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,并計算衛星星歷、相對距離,大氣校正等數據。
3.用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，并跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號后，就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬件和機內軟件以及GPS 數據的后處理軟件包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般采用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在于更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機后，機內電池為RAM存儲器供電，以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由于價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。
GPS術語
1.GPS Generalized Processor Sharing 通用處理器共享
2.GPS Global Positioning System 全球定位衛星／系統
3.[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系統模擬器
4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系統
5.GPS General Phonetic Symbols 捷易讀注音符
GPS原理
GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鐘所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過紀錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到(由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當GPS衛星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復周期一毫秒，碼間距1微秒，相當于300m；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當于30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來，以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重復一次，每小時更新一次。后兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛星時間并將其與自己的時鐘做對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。
可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由于用戶接受機使用的時鐘與衛星星載時鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然后用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛星的信號。
GPS接收機可接收到可用于授時的準確至納秒級的時間信息；用于預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星歷；用于計算定位時所需衛星坐標的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衛星狀況等。
GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離，由于含有接收機衛星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。
GPS接收機對收到的衛星信號，進行解碼或采用其它技術，將調制在載波上的信息去掉后，就可以恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛星信號載波相位與接收機本機振蕩產生信號相位之差。一般在接收機鐘確定的歷元時刻量測，保持對衛星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衛星振蕩器的相位初值是不知道的，起始歷元的相位整數也是不知道的，即整周模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、并有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優于米級的定位 精度也只能采用相位觀測值。
按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一臺接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能采用偽距觀測量，可用于車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩臺以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可采用偽距觀測量也可采用相位觀測量，大地測量或工程測量均應采用相位觀測值進行相對定位。
在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。
相對論為GPS提供了所需的修正
全球定位系統GPS衛星的定時信號提供緯度、經度和高度的信息，精確的距離測量需要精確的時鐘。因此精確的GPS接受器就要用到相對論效應。
準確度在30米之內的GPS接受器就意味著它已經利用了相對論效應。華盛頓大學的物理學家Clifford M. Will詳細解釋說：“如果不考慮相對論效應，衛星上的時鐘就和地球的時鐘不同步。”相對論認為快速移動物體隨時間的流逝比靜止的要慢。Will計算出，每個GPS衛星每小時跨過大約1.4萬千米的路程，這意味著它的星載原子鐘每天要比地球上的鐘慢7微秒。
而引力對時間施加了更大的相對論效應。大約2萬千米的高空，GPS衛星經受到的引力拉力大約相當于地面上的四分之一。結果就是星載時鐘每天快45微秒， GPS要計入共38微秒的偏差。Ashby解釋說：“如果衛星上沒有頻率補償，每天將會增大11千米的誤差。”(這種效應實事上更為復雜，因為衛星沿著一個偏心軌道，有時離地球較近，有時又離得較遠。
GPS前景
由于GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。
隨著冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展，美國政府宣布2000年至2006年期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到10米，這將進一步推動GPS技術的應用，提高生產力、作業效率、科學水平以及人們的生活質量，刺激GPS市場的增長。據有關專家預測，在美國，單單是汽車GPS導航系統，2000年后的市場將達到30億美元，而在我國，汽車導航的市場也將達到50億元人民幣。可見，GPS技術市場的應用前景非常可觀。
GPS特點
全球定位系統的主要特點：
(1)全球、 全天候工作。
①定位精度高。單擊定位精度優于10m，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。
②功能多，應用廣。
GPS系統的特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。
1、定位精度高
應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50KM以內可達10-6，100-500KM可達10-7，1000KM可達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,校差中誤差為0.3mm。
2、觀測時間短
隨著GPS系統的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20KM以內相對靜態定位，僅需15-20分鐘；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM以內時，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。
GPS功用
全球定位系統的主要用途：(1)陸地應用，主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監測、地殼運動監測、 市政規劃控制等；(2)海洋應用，包括遠洋船最佳航程航線測定、船只實時調度與導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質測量以及海洋平臺定位、海平面升降監測等；(3)航空航天應用，包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。
GPS的應用
主要是為船舶，汽車，飛機等運動物體進行定位導航。例如：
1.船舶遠洋導航和進港引水
2.飛機航路引導和進場降落
3.汽車自主導航
4.地面車輛跟蹤和城市智能交通管理
5.緊急救生
6.個人旅游及野外探險
7.個人通訊終端（與手機，PDA，電子地圖等集成一體）
8.電力，郵電，通訊等網絡的時間同步
9.準確時間的授入
10.準確頻率的授入
11.各種等級的大地測量，控制測量
12.道路和各種線路放樣
13.水下地形測量
14.地殼形變測量，大壩和大型建筑物變形監測
15.GIS應用
16.工程機械（輪胎吊，推土機等）控制
17.精細農業
GPS在道路工程中的應用
GPS在道路工程中的應用，目前主要是用于建立各種道路工程控制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由于線路長，已知點少，因此，用常規測量手段不僅布網困難，而且難以滿足高精度的要求。目前，國內已逐步采用GPS技術建立線路首級高精度控制網，然后用常規方法布設導線加密。實踐證明，在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右，達到了常規方法難以實現的精度，同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用于特大橋梁的控制測量中。由于無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益。
GPS在汽車導航和交通管理中的應用
三維導航是GPS的首要功能，飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新GPS應用型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理機、車速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網絡、計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能。
GPS在長途客運車輛管理中的應用（舉例）
以國內首套專業的GPS長途客運車輛管理系統——雅迅長途客運GPS智能管理系統為例，它就是結合了衛星定位技術、GPRS/CDMA通訊業務、GIS技術、圖像采集技術、計算機網絡和數據庫等技術，在客運公司建立一個總控（C/S結構和B/S結構相結合），其它設為分控，公安部門和運管部門等各部門建立專控的中心系統，系統由控制中心系統、無線通信平臺（GPRS/CDMA）、全球衛星定位系統（GPS）、車載設備四部分組成一個全天候、全范圍的駕駛員管理和車輛跟蹤的綜合平臺；系統可對注冊車輛實施動態跟蹤、監控、
GPS技術在導航儀中的應用舉例
國際領先GPS導航儀品牌：Ahada（艾航達）――源自美國硅谷，現已登錄中國！
產品核心功能：
1) 地圖查詢
可以在操作終端上搜索你要去的目的地位置。
可以記錄你常要去的地方的位置信息，并保留下來，也和可以和別人共享這些位置信息。
模糊的查詢你附件或某個位置附近的如加油站，賓館、取款機等信息，
2) 路線規劃
GPS 導航系統會根據你設定的起始點和目的地，自動規劃一條線路。
規劃線路可以設定是否要經過某些途徑點。
規劃線路可以設定是否避開高速等功能。
3) 自動導航
語音導航： 用語音提前向駕駛者提供路口轉向，導航系統狀況等行車信息，就像一個懂路的向導告訴你如何駕車去目的地一樣。導航中最重要的一個功能，使你無需觀看操作終端，通過語音提示就可以安全到達目的地。
畫面導航：
在操作終端上，會顯示地圖，以及車子現在的位置，行車速度，目的地的距離，規劃的路線提示，路口轉向提示的行車信息。
重新規劃線路：
當你沒有按規劃的線路行駛，或者走錯路口時候，GPS 導航系統會根據你現在的位置，為你重新規劃一條新的到達目的地的線路。
GPS種類
GPS衛星接收機種類很多，根據型號分為測地型、全站型、定時型、手持型、集成型；根據用途分為車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式。
按接收機的用途分類
1. 導航型接收機 此類型接收機主要用于運動載體的導航，它可以實時給出載體的位置和速度。這類接收機一般采用C/A碼偽距測量，單點實時定位精度較低，一般為±10m，有SA影響時為±100m。
這類接收機價格便宜，應用廣泛。根據應用領域的不同，此類接收機還可以進一步分為：
車載型——用于車輛導航定位；
航海型——用于船舶導航定位；
航空型——用于飛機導航定位。由于飛機運行速度快，因此，在航空上用的接收機要求能適應高速運動。
星載型——用于衛星的導航定位。由于衛星的速度高達7km/s以上，因此對接收機的要求更高。
2. 測地型接收機 測地型接收機主要用于精密大地測量和精密工程測量。這類儀器主要采用載波相位觀測值進行相對定位，定位精度高。儀器結構復雜，價格較貴。
3. 授時型接收機 這類接收機主要利用GPS衛星提供的高精度時間標準進行授時，常用于天文臺及無線電通訊中時間同步。
4.2.2 按接收機的載波頻率分類
單頻接收機
單頻接收機只能接收L1載波信號，測定載波相位觀測值進行定位。由于不能有效消除電離層延遲影響，單頻接收機只適用于短基線（<15km）的精密定位。
雙頻接收機
雙頻接收機可以同時接收L1，L2載波信號。利用雙頻對電離層延遲的不一樣，可以消除電離層對電磁波信號的延遲的影響，因此雙頻接收機可用于長達幾千公里的精密定位。
按接收機通道數分類
GPS接收機能同時接收多顆GPS衛星的信號，為了分離接收到的不同衛星的信號，以實現對衛星信號的跟蹤、處理和量測，具有這樣功能的器件稱為天線信號通道。根據接收機所具有的通道種類可分為：
多通道接收機
多路多用通道接收機
按接收機工作原理分類
碼相關型接收機
碼相關型接收機是利用碼相關技術得到偽距觀測值。
平方型接收機
平方型接收機是利用載波信號的平方技術去掉調制信號,來恢復完整的載波信號，通過相位計測定接收機內產生的載波信號與接收到的載波信號之間的相位差，測定偽距觀測值。
混合型接收機
這種儀器是綜合上述兩種接收機的優點，既可以得到碼相位偽距，也可以得到載波相位觀測值。
干涉型接收機
這種接收機是將GPS衛星作為射電源，采用干涉測量方法，測定兩個測站間距離。
經過20余年的實踐證明，GPS系統是一個高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和定時的多功能系統。 GPS技術已經發展成為多領域、多模式、多用途、多機型的國際性高新技術產業。
測地型GPS 測地型接收機主要用于精密大地測量和精密工程測量。這類儀器主要采用載波相位觀測值 進行相對定位，定位精度高。儀器結構復雜，價格較貴。根據使用用途和精度，又分為靜態（單頻）接收機和動態（雙頻）接收機即
目前，在GPS技術開發和實際應用方面，國際上較為知名的生產廠商有美國Trimble（天寶）導航公司、瑞士Leica Geosystems（徠卡測量系統）、日本TOPCON（拓普康）公司，國內廠家主要有南方測繪、中海達、華測、科力達等。
南方測繪的GPS接收機產品主要有RTK S82、S86、S82-1、S86-T、藍牙靜態GPS等。其中S82-T采用一體化設計，集成GPS天線、UHF數據鏈、BD970、天寶嵌入式定位技術、即插即用式U盤設計、藍牙通訊模塊、鋰電池，其RTK定位精度：平面±（1cm+1ppm），垂直±（2cm+1ppm）；靜態后處理精度：平面±（2.5mm+1ppm），垂直±（5mm+1ppm）；單機定位精度：1.5m(CEP)；碼差分定位精度：0.45m(CEP)。 中海達測繪的GPS接收機產品主要包括靜態一體化接收機HD-8200G和GD-8200X，其中HD-8200G配備有無線遙控器，可遠距離查看衛星狀況等關鍵信息，8200X配備有語音導航功能，可通過面板直接設置靜態采集關鍵參數衛星高度角和采樣間隔。RTK產品主要有珠峰HD-5800、V8 CORS RTK、V8 GNSS RTK。RTK作業精度：靜態后處理精度： 平面：±2.5mm＋1ppm，高程：±5.0mm＋1ppm，RTK定位精度： 平面：±1cm＋1ppm，高程：±2cm＋1ppm，碼差分定位精度：0.45m（CEP），單機定位精度：1.5m（CEP）。V8具有八大創新技術。 華測的GPS接收機產品主要有X60CORS、X20單頻接收機、X90一體化RTK、X60雙頻接收機等。國內通過中華人民共和國制造計量器具許可證獲得的精度最高的產品，其中，X90為28通道雙頻GPS接收機，集成雙頻GPS接收機、雙頻測量型GPS天線、UHF無線電、進口藍牙模塊和電池，動態精度：水平10mm+1ppm，垂直20mm+1ppm；靜態精度：水平5mm+1ppm，垂直10mm+1ppm，能達到10－30公里的作用范圍（因實際地域情況有所差別），既可以承受從3米高度跌落到堅硬的地面，也可浸入水下1米深處進行測量。X90具有靜態、快速靜態、RTK、PPK、碼差分等多種測量模式，精度范圍為毫米級到亞米級。 而且可與天寶，徠卡等主流品牌聯合作業。 科力達GPS是一個新興品牌，主要型號有風云K9和靜態K7。科力達風云K9雙頻RTK GPS接收機帶電池重量0.8kg，為國內最輕一款GPS接收機，采用密封橡膠圈設計，防塵防水等級達到IP67。堅固輕便的外殼，抗2米自然跌落，2W低功耗，數據更新率高達20Hz，信號重捕獲：0.5~1.0秒。靜態精度：平面±3mm+1ppm，高程±5mm+1ppm；RTK精度：平面±1cm+1ppm，高程±2cm+1ppm；碼差分定位精度：0.45m（CEP）；單機定位精度：1.5m（CEP）。采用PAC和Vision 相關技術，能夠有效消除來自天線附近或強多路徑干擾環境下的多路徑干擾信號，具有高精度、高可靠性和高數據采樣率的特點，經升級可支持俄羅斯的GLONASS衛星定位系統，從而實現GPS+GLO
車載
當通過硬件和軟件做成GPS定位終端用于車輛定位的時候，稱為車載GPS,但光有定位還不行，還要把這個定位信息傳到報警中心或者車載GPS持有人那里，我們稱為第三方。所以GPS定位系統中還包含了GSM網絡通訊（手機通訊），通過GSM網絡用短信的方式把衛星定位信息發送到第三方。通過微機解讀短信電文，在電子地圖上顯示車輛位置。這樣就實現了車載GPS定位。 與此同時，在車上安裝相應的探測傳感器，利用車載GPS定位的GSM網絡通訊功能，同樣能把防盜報警信息發送到第三方，或者把這個報警電話、短信直接發送到車主手機上，完成車載GPS防盜報警。這里可以看出，車載GPS定位的GSM網絡部分實際上是一個智能手機，可以和第三方互相通訊，還可以把車輛被搶，司機被劫、被綁架等信息發送到第三方。 所以說車載GPS定位是定位、防盜、防劫的。
目前市場銷售很廣闊，經常被大家提及的是一般的民用的導航gps，這樣的gps主要是給汽車定位，導航。目前越來越發達的道路，錯綜復雜的高架橋給駕駛者越來越難分辨道路。導航車載gps的確是給駕駛者帶來了極大的方便！
而且現在的導航gps還具有提前預警電子眼、查詢全國旅游景點、酒店等服務。的確是旅游帶來了極大的方便！以達伽馬鷹隼G808為例，以上功能均可以自助實現，遠程控制和查詢！
類似車載
類似車載GPS終端的還有定位手機、個人定位器等。GPS衛星定位由于要通過第三方定位服務，所以要交納不等的月/年服務費。 目前所有的GPS定位終端，都沒有導航功能。因為再需要增加硬件和軟件，成本提高。
我們在電視里看到的車載GPS廣告，和上述的車載GPS完全是兩回事。它是一種GPS導航產品，當需要導航時，首先定位，也就是導航的起點，這與真正的GPS定位是不同的，它不能把定位信息傳送到第三方和持有人那里，因為導航儀中缺少手機功能。比如你把導航儀放在車里，你朋友把車借開走了，導航儀不能發信息給你，那你就無法查找車輛位置。所以導航儀是不能定位的。
你說我買的是導航手機該行了吧，你想想，你把導航手機放在車上，現在車被盜了，那個手機會自己給你或第三方打電話發短信嗎？它是需要人來操作的。所以說目前的導航終端都沒有定位功能。
導航終端可以導航路線，讓你在陌生的地方不迷路，劃出路線讓你到達目的地，告訴你自己當前位置，和周邊的設施等等。
中國目前在GPS應該上取得了很大的市場.其中有很多公司是導航的.但是也有在GPS行業做定位管理的。
各種GPS/GIS/GSM/GPRS車輛監控系統軟件、GSM和GPRS移動智能車載終端、系統的二次開發車輛監控系統整體搭建方案.系統廣泛應用于公安，醫療，消防，交通，物流等領域。該方案基于NXP的PNX1090 Nexperia移動多媒體處理器硬件和由NXP與合作伙伴ALK Technologies聯合開發的軟件。NXP聲稱，該方案提供了設計師搭建一個帶導航能力的低成本、多媒體功能豐富的便攜式媒體播放器所需的一切，這些多媒體功能包括：MP3播放、標準和高清晰度視頻播放和錄制、FM收音、圖像存儲和游戲。NXP以其運行于PNX0190上的swGPS Personal軟件來實現GPS計算，從而取代了一個GPS基帶處理器，進而降低了材料清單(BOM)成本并支持現場升級。
跟隨GPS 的一系列關聯的應用都設計到數學和算法，和GIS系統，地圖投影，坐標系轉換
由于衛星運行軌道、衛星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，以及人為的SA保護政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技術，建立基準站(差分臺)進行GPS觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數，并對外發布。接收機收到該修正數后，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差分GPS（DGPS），定位精度可提高到5米。
GPS預警器
GPS預警器是通過GPS衛星在GPS預警器中設定坐標來完成的，比如遇到一個電子眼，然后通過相關設備在電子眼的正下方設立一個坐標，這樣，使得裝上這個坐標點數據的預警器到達這個點時，在達到坐標點的前300米左右就會開始預警，告訴車主前面有電子眼測速，不能超速駕駛，這樣就起到一個預警作用。這樣的準確率跟數據點的多少是有關系的，主要就是利用衛星的定位來實現了。 試機辨真假
記者通過汽車美容店的一
A. GPS預警器：一個預警點報警一次，單向預警；定點報警，不受干擾；預警準確率可達98%以上。可選擇的音樂和語音種類多，音質較好。
B.假GPS預警器：同一個預警點報警兩次（駛向預警點和離開預警點都報警）；會受某些公共設施如電塔干擾誤報警；多有漏報，準確性率低不足70%；報警音樂和語音單一，音質較差
GPStar智能GPS系統
主要由兩大部分組成，即：本地的監控中心軟件管理平臺和遠程的GPS智能車載終端。遠程的GPS智能車載終端將車輛所處的位置信息、運行速度、運行軌跡等數據傳回到監控中心，監控中心接收到這些數據后，會立即進行分析、比對等處理，并將處理結果以正常信息或者報警信息兩類形式顯示給管理員，由管理員決定是否要對目標車輛采取必要措施。
GPS在新世紀的發展
進入21世紀，全球定位系統(GPS)在各方面的應用都將加強和發展。本文對GPS走向21世紀時的最新發展情況，特別是當前國際GPS服務(1GS)的產品內容、應用和服務等方面作重點介紹。
一 、GPS連續運行站網和綜合服務系統的發展
在全球地基GPS連續運行站(約200個)的基礎上所組成的IGS(International GPS Service)，是GPS連續運行站網和綜合服務系統的范例。它無償向全球用戶提供GPS各種信息，如GPS精密星歷、快速星歷、預報星歷、IGS站坐標及其運動速率、IGS站所接收的GPS信號的相位和偽距數據、地球自轉速率等。這些信息在大地測量和地球動力學方面支持了無數的科學項目，包括電離層、氣象、參考框架、精密時間傳遞、高分辨的推算地球自轉速率及其變化、地殼運動等。
(1) IGS現在提供的軌道有三類：一是最終(精密)軌道，要在10—12天以后得到它，常用于精密定位；二是快報軌道，要在1天以后得到，它常用于大氣的水汽含量、電離層計算等；還有一類是預報軌道。
關于對GPS星鐘偏差方面的估計，目前只有兩個IGS分析中心提供。IGS目前近200個永久連續運行的全球跟蹤站中，使用的外部頻率標準近70個，其中約30個使用氫鐘，約20個使用銫原子鐘，約20個使用銣原子鐘，其余的使用GPS內部的晶體震蕩器。
(2) IGS還提供極移和世界時信息。IGS公布的最終的每日極坐標(x，y)，其精度為±0.1mas，快報的相應精度為±0.2mas。GPS作為一種空間大地測量技術，本身并不具備測定世界時(UT)的功能，但由于一方面GPS衛星軌道參數和UT相關，另一方面，也和測定地球自轉速率有關，而自轉速率又是UT的時間導數，因此IGS仍能給出每天的日長(LOD)值。IGS現在還能進一步求定章動項和高分辨率的極移(達每2小時1次，而不是現在的1天1次)，后者主要源于IGS各觀測站觀測質量的提高，數據傳輸迅速和及時，以及數據處理方法的改進，并沒有本質的改變，而前者卻是技術上的一個跨躍。
(3) IGS提供的一個極為有用和重要的信息是IGS的那些連續運行站(跟蹤站)的坐標、相應的框架、歷元和站移動速度。前者精度好于1cm，后者精度好于1mm/y。IGS站坐標所采用的坐標參考框架是和IERS互相協調的。1993年末開始使用ITRF91，1994年使用ITRF92，1995年到1996年中期使用ITRF93，1996年中期到1998年4月一直使用ITRF94，1998年3月1日轉而采用ITRF96，1999年8月1日開始IGS采用ITRF97。
(4) IGS在測定短期章動方面的新貢獻。眾所周知，地球自轉軸在地球表面上的移動稱為極移，而它在慣性空間中的運動稱為歲差和章動。
GPS技術不能確定UT，而只能確定日長。同樣這一原則也適用于章動，即GPS數據不能測定章動的經度和傾角，但能確定這些量的時間變率(對時間的導數)。基于這一原理，用了3年的每天的ψ和ε值的資料，估算短期章動項的章動振幅，并與VLBI結果作了比較。結論認為，就測定章動短周期項而言，GPS方法優于VLBI，而對超過1個月以上的長周期而言，VLBI較優。
由于對GPS技術的IGS作出了如此大的成績和貢獻，因此1999年9月各國的VL
就地區性的GPS連續運行站網和綜合服務系統而言，發達國家也已做了很多這方面工作，取得了進展。在美國布設了GPS“連續運行參考站”(CORS)系統。它由美國大地測量局(NGS)負責，該系統的當前目標是
（1）使美國各地的全部用戶能更方便的利用它來達到厘米級水平的定位和導航；
（2）促進用戶利用CORS來發展GIS；
（3）監測地殼形變；④求定大氣中水汽分布；⑤監測電離層中自由電子濃度和分布。 截止1999年9月CORS已有156個站，而美國NGS宣布為了強化CORS系統，從現在起，以每個月增加3個站的速度來改善該系統的空間覆蓋率。此外，CORS的數據和信息包括接收的偽距和相位信息、站坐標、站移動速率矢量、GPS星氣、站四周的氣象數據等，用戶可以通過信息網絡，如Internet很容易下載而得到。
英國建立的“連續運行GPS參考站”(COGPS)系統的功能和目標類似于上述CORS，但結合英國本土情況還多了一項監測英倫三島周圍的海平面相對和絕對變化的任務。英國的COGPS由測繪局、環保局、氣象局、農業部、海洋實驗室共同負責。目前已有近30個GPS連續運行站，今后的打算是擴建COGPS系統和建立一個中心，其主要任務是傳輸、提供、歸檔、處理和分析GPS各站數據。
日本已建成全國近1200個GPS連續運行站網的綜合服務系統。目前它在以監測地殼形變、預報地震為主功能的基礎上，結合氣象和大氣部門開展GPS大氣學的服務。
二、 GPS應用于電離層監測
GPS在監測電離層方面的應用，也是GPS空間氣象學的開端。太空中充滿了等離子體、宇宙線粒子、各種波段的電磁輻射，由于太陽常在1秒鐘內拋出百萬噸量級的帶電物，電離層由此而受到強烈干擾，這是空間氣象學研究的一個對象。通過測定電離層對GPS訊號的延遲來確定在單位體積內總自由電子含量(TEC)，以建立全球的電離層數字模型。
GPS衛星發射L1和L2。兩個載波。由這兩個載波可以削弱電離層對GPS定位的影響，或者說可以求定電離層折射。因為這一折射和載波頻率有關。
當人們建立地區或全球電離層數字模型時，總是作簡化的假定，所有自由電子含量都表示在一個單層面上，該面離地面高為H。這樣的話，電子含量正可以用在接收機和衛星連線與此單層面交點(刺入點)處的電子含量Es表示，它可以視為E與刺入點處天頂距Z'的函數Ecos Z'＝Es。可以將在球面上的電子濃度Es加以模型化，例如寫成經緯度的球諧函數等，這方面有很多專家提出了各種模型。IGS提出了一種電離層地圖的交換格式(10nosphere Map Exchange Format，IONEX—Format)，它的作用是使基于各種理論和技術所獲得的電離層地圖能在統一規格的基礎上進行綜合和比較。電離層模型有各不相同的理論基礎，而取得的數據來源的技術也不同，數據覆蓋面也不完整，所以目前只能將IGS和全球各種TEC的圖和GPS衛星訊號的差分碼偏差(differential code biases—DCBS)用IONEX形式向全世界用戶提供，下一步將通過比較，逐步聯合起來。
三、 GPS應用于對流層監測
在GPS應用中，早期主要是軌道誤差影響定位精度，而且早期的GPS基線相對來說比較短，高差不大，因此對對流層的研究沒有給予很大的重視。直到近期由于GPS軌道精度大大提高后，對流層折射已成為限制GPS定位精度提高的一個重要障礙。假設一個高程基本為零的地區，接收機所接收的GPS訊號從天頂方向傳來的話，其延遲可以達到2．2—2．6m這一量級，而2小時內這一延遲變化可達10cm不是少見的(所以IGS分析中心提供的對流層參數是用2小時間隔一次)。也由于這個實際情況，對流層折射要顧及其隨機過程的變化來加以模型化。
在GPS應用于對流層研究中，IGS的快速軌道和預報軌道信息對于天氣預報會起重大作用。此外，IGS通過德國GFZ的“IGS對流層比較和協調中心”提供的每2小時的對流層天頂延遲系列就象是控制點，對于區域性或局部性的對流層研究來說，可以起到對流層延遲絕
與地基GPS大氣監測不同，星基或空基GPS掩星法測定氣象的技術有覆蓋面廣，垂直分辨好，數據獲取速度快的優點。這一技術的原理是將GPS接收機放在某一低軌衛星(LEO)或飛行器的平臺上，該GPS接收機一方面起到對該衛星(或飛行器)精確定軌的作用，同時又應用GPS掩星技術起到大氣探測器的作用。在1997年進行的GPS/MET研究項目，證實了這個設想是可行的。預定于2000年4月發射的CHAMP衛星要利用GPS掩星法進行全球對流層折射(包括大氣可降水分)的測定。
在今后幾年中，還有阿根廷的SAC—C，我國臺灣的COS—MIC，這些LEO衛星都要用星載GPS來定軌和利用掩星法測大氣。
今后利用星載GPS的氣象和電子濃度截面數值，結合地面GPS站數據，作成層折圖像提供使用。今后3年中GPS／MET項目研究還要進行6次，預計它將在天氣預報、空間天氣預報、氣象監測方面做出巨大貢獻。
四 、GPS作為衛星測高儀的應用
多路徑效應是GPS定位中的一種噪音，至今仍是高精度GPS定位中一個很不容易解決的“干擾”。過去幾年利用大氣對GPS信號延遲的噪聲發展了GPS大氣學，目前也正在利用GPS定位中的多路徑效應發展GPS測高技術，即利用空載GPS作為測高儀進行測高。它是通過利用海面或冰面所反射的GPS信號，求定海面或冰面地形，測定波浪形態，洋流速度和方向。通常衛星測高或空載測高測的是一個點，連續測量結果在反向面上是一個截面，而GPS測高則是測量有一定寬度的帶，因此可以測定反射表面的起伏(地形)。據報告，試驗時在空載平面安裝2臺GPS接收機，1臺天線向上用于對載體的定位，1臺天線向下，用于接收GPS在反射面上的訊號。美國在海上作了測定洋流和波浪的試驗。丹麥在格凌蘭作了測定冰面地形及其變化的試驗。
從電子地圖產品需求看GPS導航產品發展
隨著我國城市建設和改造步伐加快，城區道路不斷新建，錯綜復雜的道路交通甚至衍生出一批以指路為業者。新建的樓堂館所，新鋪的柏油馬路讓一些本來熟悉的地方變得陌生，縱橫交錯的城市道路，形態各異的立交橋，使得本城市的居民出門都不得不經常查看地圖。有數據表明，每年北京圖書大廈銷售排行榜的前三名中一定有地圖。
地圖的銷售火爆一方面反應了城市的發展日新月異，另一方面也體現了人們對快節奏生活的追求，便捷準確的到達目的地不僅可以節省寶貴的時間，對開車一族來說更是節約了高昂的燃油費用。對于熟悉網絡的年輕人開始逐漸使用網絡上的電子地圖。各大門戶網站都努力提供電子地圖的查詢服務，通過互聯網向網民提供位置和導航服務。我們在電腦上輸入關鍵詞“電子地圖”，谷歌上相關網頁約有14,400,000篇，百度約有20,300,000篇。使用網上地圖已經成為網民的一種習慣，而Yahoo上30%的搜索請求也與本地化資料相關“去哪不知道怎么走？上網查一下電子地圖。”成了當今人們常掛在嘴邊的話。
手持GPS導航產品將進入快速發展期
對目的地及周邊環境的精準查詢需求帶動了GPS導航產品市場的繁榮。據相關統計，歐美國家導航設備普及率達到90%，日本更是超過95%。一項對3G應用的展望和創意的專業調查顯示，17.79%的被調查者選擇了3G網絡視頻對話，15.34%的被調查者選擇了GPS/地圖搜索，在3G時代來臨之際，人們對GPS/電子地圖的關注，足以顯現它對日常生活中的重要性。
此外，消費及市場需求也促使導航產業發展和走向成熟。2005年，我國民用汽車保有量就達到了3160萬輛，但是裝載導航設備的車輛，還不足2%。盡管不少汽車廠家對其高端車型在出廠前就安裝了導航系統，對其他低端車型也會有選裝導航產品的服務，但價格不菲的車載導航儀（花冠的GPS選裝件一項就價值1.5萬元，而后裝型價格也在7000元左右）讓不少買車的人放棄了實用性很強的導航配置。按照私人汽車擁有量年均增速20％測算，對導航產品的需求也是一個很大的增量。
在日本，車載導航市場滲透率由1992 年的0.4％，到2000年滲透率提高到33％，目前達到50％。歐盟車載導航市場市場晚于日本啟動，到2004年，車載導航儀的市場滲透率也達到了 12％。如果中國車載導航儀市場的發展節奏與日本和歐盟市場相似，車載導航儀的市場滲透率到2009年將達到10％，而手持導航設備市場的發展速度大
GPS導航產品有利改善電子地圖市場混亂的現狀
在我國地圖搜索行業目前還屬于政府管制，特別是 2007年國家測繪局最新《地圖管理規定》中，對頒發地圖測繪牌照和電子地圖運營牌照做出了限制。也就是說要進行地圖搜索的運營必須通過政府的嚴格審核。目前，互聯網環境下的地圖市場秩序比較混亂，99%的互聯網地圖存在違法違規問題。市場上的GPS導航儀有很大一部分是劣質產品，而且成本都很低，市場價格倒是高的離譜，價格很不透明。
當今市場上導航儀的幾個類型
縱觀國內的GPS導航市場，從價格不到千元的手持產品到高達萬元的車載導航系統，功能款式各異，但由于車載導航儀價格高并且不利于隨身攜帶因此除購車時會選裝外，大家更樂于接受小巧便捷式
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