徐某 机械****班 学号：2009********
摘要：GPS 系统的现代化计划定位系统经历了从陆基无线电导航到卫星导航定位的发展。GPS 系统于1994年建成并投入使用，GPS 系统具有全球全天候，高精度的定位测速授时等优点，使得GPS 系统的运用发展迅速。经过十余年的发展及研究，GPS 已经广泛应用于军事和民用部门的各个领域，带来了巨大的经济效益。
GPS system modernization plan positioning system has experienced from the ground-based radio navigation to the development of the satellite navigation and positioning. GPS system was completed in 1994 and put into use, GPS system has global all-weather, high precision positioning speed time service, etc., and makes the use of GPS system developed rapidly. After more than ten years' development and research, GPS has been used widely in military and civilian department each domain, brought huge economic benefits. 关键词：全球定位系统；GPS ；研究进展；发展趋势
全球定位系统（GPS ）作为新一代卫星导航与定位系统，以其全球性、全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，在大地测量、工程测量、水利、电力、交通、资源勘探和航海等领域有着广泛的应用。GPS 接收机被用来进行控制测量、地形测量、地质灾害预警和滑坡检测等工作，在保证工程质量和加快工程建设方面发挥了重要作用。此外，GPS 技术在民用领域发展潜力巨大，伴随着车载GPS 导航系统的大量应用和GPS 手机的出现，GPS 也在逐步走入我们的生活，这是未来GPS 市场的巨大增长点。 当前，GPS 产业已经成为国际上八大无线产业之一， 也是目前世界上发展最快的三大信息产业之一，世界各国都在瞄准这一巨大市场。与此同时，GPS 在我国国民经济发展中发挥着越来越重要的作用，我国不仅在加快国产GPS 产业化的步伐， 也在努力发展自己的“北斗”卫星导航系统。 1. GPS技术的研究进展
1.1 GNSS系统是当前卫星导航技术的热点
随着全球卫星导航技术的不断发展，
俄罗斯、中国和欧盟也都在建立自己的卫星导航系统，GPS 一词也正在被GNSS （Global Navigation Satellite System ）一词所取代。GNSS 包含了美国的GPS 、俄罗斯的GLONASS 、中国的Compass （北斗）、欧盟的GALILEO 系统，可用的卫星数目将达到100颗以上，可以说过去美国GPS 一统天下的局面正逐步被打破。
近年来，双星GPS ，甚至多星GPS 是GPS 技术发展的一个重要方向。目前，国内外GPS 生产厂家都推出了各自的GNSS 产品。
可以说，GNSS 技术是当前卫星导航技术发展的一大热点，也是未来GPS 技术发展的重要方向。
1.2 国产GPS 产业化步伐加速 随着GPS 技术的迅速发展， 在我国国民经济中发挥了越来越重要的作用， 国产GPS 的产业化步伐也在不断加速，主要表现在以下两个方面：
1.2.1 瞄准并引进世界上最先进的GPS 技术
近年来， 国内知名GPS 厂商都瞄准了
世界上最先进的GPS 技术，南方测绘、中海达、华测和苏一光都纷纷引进美国天宝最先进的BD970主板。美国天宝是世界GPS 产业的领先者， 拥有世界上最先进的多项GPS 专利技术。
目前，南方测绘的新产品灵锐S82T 、S86T （T 代表天宝主板）， 中海达推出的新产品V30、V50 GNSSRTK ，上海华测推出的M600 GPS接收机和苏一光推出的新产品A20 GNSS 都采用了美国天宝的BD970主板。采用国际一流的天宝BD970多星多系统内核，把美国Trimble 公司的嵌入式定位技术作为精确定位应用的核心，提供长期的无障碍运行保证。该系统拥有220个信道，支持多星GNSS 系统。系统模块不仅支持包括美国的GPS L2C 、L5以及俄罗斯的GLONASS L1/L2信号在内的各种卫星信号，还能够跟踪欧盟伽利略卫星系统GIOVE-A 和GIOVE-B 实验卫星，并已经为中国“北斗”卫星导航系统做好准备。 同时引进了先进的机载多路径抑制技术和先进的低角度卫星跟踪技术，显著改善了RTK 初始化。长期以来， 低仰角卫星跟踪是国产GPS 的一大弱点，在一定程度上影响着GPS 品质和测量成果质量。而天宝拥有世界上最先进的低仰角跟踪技术， 这在很大程度上提升了国产GPS 产品的性能和质量。可以说，该技术的引进在一定程度上加快了国产GPS 产业化的步伐， 可以让国内用户以低廉的价格享受高品质的成果。 此外，南方测绘、中海达、易测GPS 接收机都采用了目前最先进的存储技术，即插即用式U 盘设计，方便了数据的读取，提高了工作效率，让客户体验到了高科技的魅
力。
1.2.2 开发自主知识产权的主板技术 2010年8月， 上海华测推出了自主研发的GPS 主板，该技术的研发历时5年，取得了多项发明专利和软件著作权。同时推出了新产品R30 GPS接收机，这是中国首款拥有自主知识产权的双频高精度GPS 接收机。
华测GPS 主板的研制成功，结束了我国GPS 接收机主板依靠进口的历史，将GPS 接收机的国产化步伐推进了一大步，从此打破了国外对我国的技术封锁，标志着我国GPS 产业化步伐的加速。同时，对我国自主知识产权“北斗”导航系统的建设具有重要意义。
1.3 蓝牙无线传输技术是当前的一大热点
近年来，蓝牙技术作为一种新的短距离无线通信技术标准，受到全世界越来越多工业界生产厂家和研究机构的广泛关注。蓝牙技术可以取代数据电缆，支持无线通信进行数据和语音传输， 传输速率可达到10M/s。该技术已广泛应用于手机等无线设备、照相机等图像处理设备、MP3和耳机等消费娱乐设备。
目前，蓝牙技术在GPS 接收机上得到了广泛应用，国内外GPS 生产厂商的大部分产品中都采用了此技术。如国产南方测绘灵锐S8x 系列，中海达的V 系列，瑞士徕卡RX1250、GS10、GS15 GPS接收机， 美国天宝的5800、R8系列GPS 接收机都采用了蓝牙通信技术。
蓝牙技术的应用使得一直困扰GPS 测量人员的连接线问题得到了解决， 实现了GPS
接收机的“无线测量”，工作效率得到了极大提高。当然，在蓝牙的使用过程中也会遇到一些问题，比如大部分用户在设置和蓝牙连接时会面临一些困难，并且蓝牙的稳定性仍需进一步提高。
2. GPS技术的发展趋势 2.1 卫星导航的多系统并存
未来几年内， 卫星导航系统将进入一个新的阶段。首先，用户将面临四大系统（GPS/GLONASS/Galileo/北斗）近百颗导航卫星同时并存、互相兼容的局面，而它们的民用部分也将呈现彼此补充、共享的态势。其次，用户将面临多系统导航卫星信号的组合、选用和最优化问题。用户要根据各个导航卫星系统的不同特点和优势，针对用户所需的准确度、可靠性和费用， 选择如何最佳综合利用多系统导航卫星的信息。第三，在多领域、多层次的导航卫星应用。导航卫星系统将为导航、定位、授时、测速、测向、测形变、降雨和电离层探测等方面提供服务。最后导航卫星领必将在硬件、应用技术和数据处理等方面会继续不断的改善和提高，价格更便宜、硬件更小型更轻型、应用多功能，使用智能化；它的各类成果在准确度和可靠性方面将大幅度提高，并将在各个相关领域里得到越来越广泛的应用。 2.2 中国“北斗”卫星导航系统的广泛应用
“北斗”卫星导航系统是中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，同时也是国家正在建设的重要空间信息基础设施。“北斗”系统的建设，促进了全球卫星导航领域的合作发展与技术进步。
“北斗”卫星导航系统由空间端、地面
端和用户端三部分组成，空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站， 用户端由北斗用户终端以及与美国GPS 、俄罗斯GLONASS 、欧洲GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位准确度为10m ，授时准确度为50ns ，测速准确度0.2m/s。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
根据系统建设总体规划，按照“三步走”的发展战略，2012年左右， 系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。
经过不断发展和建设，“北斗”卫星导航系统已在我国的测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。 可以说， 未来自主知识产权导航系统的应用，将打破国外对我国技术的垄断和限制，尤其在军事领域拥有自主权，将在国家安全防护和国民经济的建设中发挥更重要的作用。
2.3 GPS车载导航系统市场发展潜力巨大
近年来，汽车业的飞速发展，特别是私家车的日益普及，催生了GPS 车载导航系统这一巨大市场。截止到目前， 中国的汽车保有量已达到8000万辆以上，汽车保有
量仅次于美国（2亿多辆）。未来中国汽车市场的潜力巨大，而且汽车市场远未饱和，还有很大的增长空间。据业内专家保守估计，未来中国汽车保有量能够达到4.9亿辆左右。
GPS 车载导航系统通过接收GPS 卫星信号，可以在市区道路、郊外公路，甚至人迹罕见的沙漠、戈壁、草原等区域为汽车导航，避免司机对道路状况不熟悉带来的麻烦，满足消费者的需求。可以说汽车业的蓬勃发展，使得GPS 车载导航市场呈现出迅速增长的趋势。
因此， 中国GPS 导航系统市场的发展潜力非常巨大，在未来的数年内，中国将成为全球最大的车载GPS 市场，2006～2009年中国汽车GPS 导航系统市场年增长率均超过50%。由于导航卫星、车载导航设备商业化应用环境以及卫星导航应用标准的成熟，车载导航系统将被消费者更加广泛地接受， 产品价格也会逐步下降，市场规模将不断扩大。
2.4 GPS卫星导航与无线通信等技术的结合
随着GPS 技术的不断发展，未来人们对GPS 导航的需求已从最基本的行车导航、路口转弯提示等基础功能，向实时信息和增值服务等基于用户体验的功能转变。 GPS 卫星导航与无线通信技术相结合，如GPS 接收机嵌入到手机移动电话、便携式PC 、PDA 和手表等通信、安全和消费类电子产品中，从根本上促进IT 技术的整体发展已成为未来GPS 技术发展的一个重要方向。
GPS 手机导航定位适用于有遇劫、遇
困、迷路、走失、急性病（心脏、高血压）突发等需紧急报警求助的人群，以及儿童、老人、智障等需监护人群。可以提供给特需人群遇险时一键报警求援、110、120救护快速确定目标位置、家长对老幼外出行走位置查询、安全监护等，是个人安防、亲情关爱的“随身保姆”。
手机等智能设备与GPS 的融合是未来的一个重要发展方向。目前，国内外手机生产厂商都表现出对手机与GPS 融合趋势的普遍认同。包括诺基亚、三星、索爱、摩托罗拉都发布了支持GPS 导航功能的最新手机产品。同时，手机生产厂商们也把进一步加强手机的GPS 导航功能，作为未来展开竞争的一个砝码。
2.5 GPS卫星导航在农业生产中的广泛应用
在农业方面，利用GPS 技术，配合遥感技术（RS ）和地理信息系统（GIS ），能够做到监测农作物产量分布、 土壤成分和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降低成本、达到增加产量提高效益 的目的。
在播种之前，可用一种适用于在农田中运行的采样车辆按一定的要求在农田中采集土壤样品。车辆上配置有 GPS接收机和计算机，计算机中配置地理信息系统软件。采集样品时，GPS 接收机把样品采集 点的位置精确地测定出来，将其输入计算机，计算机依据地理信息系统将采样点标定，绘出 一幅土壤样品点位分布图。
在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS 接收机，就构成了作物产量监视系统。对 不同的农作物需配备不同的监视
器。例如监视玉米产量的监视器，当收割玉米时，监视器 记录下玉米所接穗数和产量，同时GPS 接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出 一幅关于每块土地产量的产量分布图。通过和土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出 影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。
在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合GPS 可绘出作物色彩变化图。利用GPS 定位采集一定数量 的土壤及作物样品进行分析，可以绘制出作物生长的不同时期的土壤含量的系列分布图。 这样可以做到精确地对作物生长进行管理。
GPS 技术在农业领域中的应用不仅是大面积种植，在小面积的农田，特别是在格网种植的 小面积内，应用小型自动化设备，配合差分GPS 导航设备、电子监测和控制电路，能够适应 科学种田的需要，作到精确管理。这种投资较低、安装方便、操作灵活。
参考文献:
[1]管国斌．对中小城镇GPS 控制网中几个问题的探讨［J ］．浙江测绘，2008，（2）：45－46．
[2]刘大杰．全球定位系统（GPS ）的原理与数据处理［M ］．上海：同济大学出版社，2007．
[3]姜维．北京市测绘设计研究院．CJJ73－97，全球定位系统城市测量技术规程［S ］．北京：中国建筑工业出版社，2008． [4]李斌．GPS 接收机中几个问题的探讨［I ］．北京测绘，2008，（2）：32－34．
[5]刘伟．全球定位系统（GPS ）数据处理［N ］．湖南：大象出版社，2008．