地球轨道上的一组卫星使全球定位系统 (GPS) 成为可能。卫星星座传输精确的信号，允许地面上的GPS接收器计算并向用户显示位置信息。GPS为美国所有。
通过捕获来自卫星的信号，GPS 接收器能够使用三边测量的数学原理来确定地理位置。通过增加计算能力和内存（例如路线图、兴趣点和地形信息），GPS 接收器能够将位置、速度和时间信息转换为有用的显示格式。
GPS的发明与演变
GPS 最初是由美国国防部 (DoD) 作为军事应用创建的。该系统自 1980 年代初以来一直处于活动状态，但直到 1990 年代后期才可供平民使用。自那以后，消费者 GPS 已成为一个价值数十亿美元的产业，拥有广泛的产品、服务和基于互联网的实用程序。与大多数技术一样，它的发展仍在进行中。虽然它是一个真正的现代奇迹，但工程师们认识到它的局限性并不断努力克服它们。
GPS的优缺点
优点
- 在所有天气条件下，全天候和全球范围内准确工作。
- 使用 GPS 信号无需订阅费。
- 一般精度在15米以内。带有广域增强系统 (WAAS) 信号的较新型号的准确度在三米以内。
缺点
- 可能会被茂密的森林、峡谷壁、摩天大楼、桥梁或墙壁阻挡，使 GPS 导航 变得困难。
- 不适用于室内或地下空间。
- 卫星维护、无线电干扰和太阳风暴都可能导致覆盖缺口。
国际努力
美国拥有和运营的 GPS 是世界上使用最广泛的天基卫星导航系统。俄罗斯的 GLONASS 卫星星座还提供全球卫星导航服务。一些消费类 GPS 设备 使用这两种系统来提高准确性并增加捕获足够位置数据的可能性。
关于 GPS 的有趣事实
GPS 的工作原理对许多每天使用它的人来说都是一个谜。这些要点可能会让您感到惊讶：
- 军用 GPS 使用两种频率，而民用 GPS 只使用一种。这提高了准确性。双频 GPS 设备可供平民使用，但其成本和尺寸使其不切实际。
- 美国政府正在进行一项耗资数十亿美元的持续改进和现代化计划。
- 美国纳税人主要通过国防部为全球 GPS 服务提供资金。2017 年的预算约为 9 亿美元。
- 美国的一个联合军民机构——天基定位、导航和授时国家执行委员会——负责监督 GPS。美国空军对其进行维护和操作。
- 截至 2017 年，有 24 颗 GPS 卫星环绕地球。
- GPS 对于我们每天认为理所当然的设备、便利和服务至关重要，例如手机、手表、计算机、天气预报、能源输送、导航和紧急/灾难响应。
- 许多行业都依赖 GPS 的准确性，包括银行、建筑、航空、航运和农业。
- GPS对国家安全至关重要。所有新的军事装备都配备了 GPS。
- GPS 为全球的空中、海上和公路运输系统提供信息。
