GPS百科全书知识解析:导航系统的组成

GPS百科全书知识解析:导航系统的组成(3)

同样重要的地面控制段

那么说完了卫星的部分我们来看看地面控制段为什么对于GPS系统非常重要，控制段（CS）主要负责监测、指挥、控制GPS卫星，地面控制段主要监测L频段的导航信号，更新导航电文（卫星运行的数据），解决卫星出现的异常状况（空中姿态出现偏差等）。要是没有地面控制段时刻进行系统的监测调整，那么我们就很难保证GPS系统能够一直持续的为我们工作。

GPS系统的地面控制段由监测站与地面天线组成，具体数量不详，主要的工作是监测维护卫星的健康状况、检测卫星的轨道、估计预测卫星时钟和星历参数、生成GPS导航电文、维持卫星授时与UTC标准时间同步、监测导航服务完整性、循环校对记录传输给GPS用户的导航信息、控制卫星激动变化以及在飞行器故障时维持GPS卫星轨道并回复位置。

换句话说，地面控制段的主要作用就是实时监控每一个卫星，保证其正常的工作状态，避免卫星出现问题或者偏差影响了地面用户接收计算定位信息。可以说虽然地面控制段我们普通用户是不会接触到的，但是其作用与GPS卫星的的作用同样重要，维持卫星定位系统正常运行就需要地面控制段全天候监测。

小记：其实地面控制段与卫星段一样重要，远在高空的卫星如果没有地面控制段的监控，出现了位置的偏差，时间发布不同步，或者说因为位置偏差发生相撞事故的话，会直接影响到我们用户使用导航系统，同时卫星造价到发射费用都非常昂贵，维护卫星的工作也显得尤为重要。

最熟悉的接收设备

那么我们用户最常遇到的就是GPS的接收器了，在GPS系统中也被归于用户段，用户通过GPS接收机来接收卫星发送的信号，并加以计算，并得到相应的坐标点来进行定位。

接收机的组成部分其实并不复杂，如果说把GPS接收机看做是一台个人电脑的话，那么仅仅是在这个个人电脑上添加上了天线以及接收器的硬件部分，然后将接收到的数据交由电脑来进行运算并显示出来。

GPS接收机的组成部分主要包括5个部分，（1）天线部分连接（2）接收机并将接收到的数据导入（3）处理器进行运算，然后将结果通过（4）显示单元来进行显示，而所有的电子产品都建立在（5）电源上。虽然详细分析的话GPS接收机其实还有很多知识，比如说天线的类型、接收机的性能等，但是我们简化之后这么理解就足够了。

而GPS信号到坐标结果的计算方式也比较复杂，原理是通过同步时间然后计算接收机到卫星的位置，并加入卫星所在位置的变量，通过我们几何中学习到的已知三角形2边长计算第3边长度的原理来计算的。

但是因为地球本身并非正圆形，所以在这个简单的公式中需要逃入非常多的公式进行补差，笔者也并非数学专业，所以在这里也没有办法为大家详细介绍GPS是如何计算坐标的过程了。

小记：其实我们用户手中的GPS接收机无论是那一种类别的，基本原理都与电脑的构架相似，可能有的跟踪器或者记录器产品少有不同，因为功能的设计不需要显示设备，但是在接收运算坐标位置是同一个原理。