园林工程测量-空间部分卫星星座

（1）GPS 卫星星座　覆盖全球上空的GPS 卫星星座，最初设计由24 颗卫星组成。其中，21颗为工作卫星，3 颗为备用卫星。这24 颗卫星均匀地分布在轨道倾角为55°的6 个轨道上，每个轨道分布4 颗，如图7.2 所示。卫星运行的平均高度为20 200 km，周期为11 h 58 min。上述卫星星座能保证地面上任何地点、任何时刻至少可以观测到4 颗卫星，最多可观测到11 颗卫星，从而保证全球全天候连续、实时、动态导航和定位。目前工作卫星数量已经达到30 颗。

图7.1　GPS 构成示意图

图7.2　GPS 卫星的分布

每颗GPS 卫星都装有两块太阳能板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作用电。每颗GPS 卫星都装有4 台高精度的原子钟，这是卫星的核心设备，它为GPS 测量提供高精度的时间信息。(www.xing528.com)

GPS 卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文三部分组成。作为量测信号的载波是一种周期性的余弦波，根据波长不同，分为L1载波和L2载波。L1载波的波长为19.03 cm，其频率是1 575.42 MHz；L2载波的波长为24.42 cm，其频率是1 227.60 MHz。测距码是用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制码，可分为C/A 码（粗码）和P 码（精码）。C/A 码用于粗略测距和捕获GPS 卫星信号，测距精度较低。作为一种公开码，C/A 码目前只调制在L1载波上。P 码的测距精度较高，同时调制在L1和L2载波上，但由于美国实施了AS 政策，将P 码加密形成Y码，因此，只有美国及其盟国的军方用户以及少数经美国政府授权的用户才能使用Y 码。导航电文是由GPS 卫星向用户播发的一组反映卫星的空间位置、工作状态等重要数据的二进制代码，它是用户利用GPS 进行导航定位时必不可少的一组数据。

（2）GPS 卫星的作用　接收、储存和处理地面控制系统发来的导航电文及其他有关信息；向用户连续不断地发送导航与定位信息；提供时间标准、卫星本身的实时位置；接收并执行地面控制系统发送的控制指令。