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匿名使用者 發問時間: 科學其他:科學 · 2 0 年前

什麼是GPS?

在電視電影中有聽過GPS

聽起來是項先進的技術

那是啥東東呢?

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    Lv 6
    2 0 年前

    全球衛星定位系統(GPS)全球衛星定位系統(Global Position System,GPS)應用於導航定位是一全新的概念,利用此一太空時代的科技,任何人都可輕易地得到正確的位置、速度及時間。GPS發展計畫是由美國國防部主持,由運輸部參與,並將此技術轉移至民間使用,應用在導航定位、精密測量、姿態及標準時間等相關作業上。GPS是結合衛星及無線技術之導航系統,能提供有使用者精確定位、速度及時間。GPS的應用已廣泛存在於目前市場,隨著衛星科技的進步,許多GPS技術及商機亦正迅速地發展,GPS早期侷限於軍事單位,其目的針對軍事用途,例如戰機、船艦、車輛、人員、攻擊標的物的精確度定位等。時至今日,GPS已開放給民間做為定位使用,這項結合太空衛星與通訊技術的科技,在民間市場已蓬勃的展開,除了能提供精確的定位之外,對於速度、時間、方向及距離亦能準確的提供訊息,運用的範圍相當廣泛, GPS的確充滿著無限的商機。

    圖片參考:http://www.cht.com.tw/Files/Images/1image034.jpg

    2. 衛星通信衛星通信(Satellite)是指利用人造地球衛星作中繼站轉發無線電信號,在多個地面站之間進行的通信。自從1957年蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星以來,目前世界上已發射了許多通信用的衛星。在1979年世界無線電行政會議(World Administrative Radio Conference, WARC)即規定太空無線電通信之三種方式:(1)太空站與地面站之間的通信(2)太空站之間的通信(3)透過太空站的轉發或發射而進行的地面站相互之間的通信衛星通信屬於太空無線通信中的第三種方式;通信衛星就是離地球最近的一種太空站。其中太空站是指設在地球大氣層以外的太空飛行體或其它行星、月球等天體上的通信站。地面站是指設在地球表面的通信站,包括陸地上、水面上、移動的或固定的地面站。在一顆通信衛星天線的波束所覆蓋的地球表面區域內的各種地面站,都可以通過衛星中繼、轉發信號來進行通信。衛星技術的原理相當簡單。例如,A站要與B站進行通信,首先A站把信號傳送到地面收發站(接收、發射站),接著再發射給衛星轉頻器(Transponder)。衛星轉頻器把接收到的微波信號進行放大和頻率變換後送回地面(收發站)再轉發給B站。這樣B站就能收到A站發來的信號。同理,A站也能收到B站發來的信號。通過上述通信程序可以看出,衛星通信是地面微波中繼通信的發展,是微波中繼通信的一種特殊方式。自地面送上衛星的傳輸稱作上傳(Uplink),自衛星送回地面的傳輸稱作下傳(Downlink)。地面站的拋物線型天線,對著天上的衛星,並將數以百計頻道內的多工訊號,用微波作往返傳輸給衛星,這些訊號然後由地面收發站轉往遠端終端機。系統內的無線頻率調變和解調設備使無線頻率訊號能在整個系統內載送資料。除傳統的工作;如電話、電視及資料傳輸之外,衛星也用來作為地面線路故障時的備援通訊通道。

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  • 2 0 年前

    全球衛星定位系統(Global Position System, GPS)為美國國防部開發,利用規模遍及全球的人造衛星之航法系統,由24顆人造衛星所構成,其中包括三顆預備衛星。利用對民間開放的C/A碼標準測法,能得到數十米的精度,為無線電定位法的一種。

    衛星定位系統整體運作上可分成三部份:太空部分、地面部分以及訊號部分。

    太空部分

    目前 GPS 衛星已發展至 Block II 型式的定位衛星, 由Rockwell International 製造,在軌道上重量約 1,900 磅, 太陽能接收板長度約17 呎,預期壽命為7.5年,於 1994年完成第24顆衛星的發射,整個GPS 系統正式宣告建構完成。因此目前太空中有24顆GPS 衛星可供定位運用,它們平均分佈於6個軌道面,每個軌道面上各有 4顆,距離地面高度約10,900海浬 (大約20,000公里), 呈55°角傾斜繞行地球運轉,繞行地球一周需 12 恆星時,每日可繞行地球 2周,這也就是說,不論任何時間,任何地點,包含北極, 南極,至少有 4 顆以上的衛星出現在我們的上空。

    訊號部分

    GPS衛星產生兩組隨機電碼,一組稱為C/A碼,一組稱為P碼。C/A碼主要開放給民間使用,因此在精度上刻意降低,P碼則是美國國防部保留為其軍事用途的電碼,精度比C/A碼高很多,因此設有密碼,一般民間使用者無法解讀。一般而言,GPS衛星傳送兩種頻率的載波, L1 (Link 1) 載波的頻率為1575.42 MHZ,L2 (Link 2)載波的頻率為1227.60MHZ。

    地面部分

    地面設施部分主要包含GPS監控站與使用者接收設備兩部份。

    監控站

    包括一個主要控制站(Master Control Station)、五個監測站(Monitor Station)-分佈於夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西亞、瓜加林島、科羅拉多州、三個地面控制站(Ground Control Station)等。監測站主要負責追蹤所有衛星的運行位置、時間、氣象資料及電離層資料等,將每15秒觀測到所有資料,計算出每15分鐘一組的平滑化數據(Smoothed Data),傳送到主控制站後,由主控制站加以統合,計算出衛星星曆、時錶修正量、電離層改正係數,再轉換成導航訊息,以維護衛星系統的精度與正常運作,此部份由美國國防部負責,使用者無從瞭解也毋需瞭解此部份的技術。

    使用者接收設備

    主要是一個衛星訊號接收器,依照不同的目的而有不同的定位能力,基本的功能是接收L1載波,分離出C/A電碼,進行最簡單的虛擬距離定位,也是一般車輛定位所使用的機型。其中必須注意的是:GPS衛星產生兩種不同的載波來承載所有電碼與訊息,其中C/A碼僅調置在L1載波上,P碼則分別調置在L1與L2載波上,並區別為P1與P2電碼,但美國軍方目前僅開放C/A碼僅民間使用。而一般間使用之接收機可經由差分修正(DGPS差分定位)達15呎或更加之準確度。但使用DGPS訊號需付費,一般使用者應考量成本及使用目地是否需要到如此精準。如做汽車導航您所需要知道的是您的相對位置配合您所使用之電子地圖,無需使用到那麼高精度之定位。

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