gps -全球定位系统基础知识
全球定位系统(GPS)航空电子系统是一种远程导航辅助设备全球定位系统．它提供飞机定位(3D)。毫无疑问，这种技术是民用和军用飞机使用的最精确的导航系统。为了理解其中的原因，我们首先需要认识到，在迄今为止所见的系统中，通常存在位置固定精度和覆盖区域之间的权衡。换句话说，我们不能两全其美。然而，我们知道一个事实，卫星在超高频波段运行，因此有准确的定位读数。为了保证一个大而优秀的覆盖区域，我们必须将GPS应答器放置在距离地球表面约2万公里的外太空。因此，GPS成为有史以来发明的一种特殊的导航工具，主要是由于其精确的定位和大的覆盖范围。
要获得二维定位，我们至少需要三颗卫星。而3D修复则至少需要四颗卫星。从逻辑上讲，这没有任何意义，因为不用说，对于最小位置固定计算，维度的大小和卫星的大小必须相等。从技术上讲，这是正确的;然而，从实际或成本效益的方法来看，我们总是需要一颗额外的卫星。
卫星数=维数+1。
GPS地面设施包括监测站、主控站和同时用作Tx和Rx的地面站。全球监测站数量为6个。它接收来自卫星的导航信号，然后将其传输到主控站进行处理。主控制站的数量是一个，一天一次或有时两次，主控制决定需要的导航调整或更新，然后将其转发到地面天线。有轨道信息、时钟同步和电离层状态的更新。地面天线数量约为4个。它们接收来自主控站的更新，并向卫星发射信号。
在空间， GPS有以下特点:
•在UHF (L波段)的各种频率范围内工作。
•轨道平面-6，倾角-55度，每个平面的活跃卫星数为4
•卫星的位置或高度约为10988海里(20350公里)。至少有五颗卫星在视野中。
•GPS卫星速度约为11265公里/小时。
•太阳辐射是卫星太阳能阵列使用的能量来源。在黑暗期和日食期间使用机载电池。
•每个卫星包含3或4个原子钟。只有一个时钟被积极使用;其他的在紧急情况下或维修期间保持待命状态。
•在任何时候，共有24颗卫星必须保持活跃，以确保全球覆盖。剩下的5颗卫星是备用的，以防发生意外故障或为了维护而被迫关闭。
•总覆盖角约为13.84度的两倍。
•卫星需要每年一次使用小型机载火箭助推器重新定位到原始预定位置。因此，将有大约12小时的停机时间。
•每颗GPS卫星发射三种信号，即伪随机码(PRC)、星历表数据和历书数据。PRC包含卫星ID，因为每个SAT都有唯一的PRC。此外，PRC还用于计算信号从SAT到GPS-Rx所需的时间;因此，它通常被称为时间信号。星历表数据包含卫星位置w.r.t时间。年历数据包含有关卫星状态的信息。
在飞机上的GPS Rx系统具有以下特点:
•工作在UHF频段
•GPS-Rx将观察来自至少4个sat的数据，以便使用4个方程求解未知数
•Rx的存储部分是可更新的，包含一个关于空域、机场、导航设施等信息的数据库。
•GPS的主要目的是计算飞机的位置固定;然而，还导出了其他输出参数，如TAS和航向，GS和跟踪，WS和WA，到下一个WPT和/或目的地的距离，到下一个WPT和/或目的地的ETA，移动地图显示，接收到的每个信号的强度，跟踪的每个卫星的条件。
优势
•GPS是有史以来最精确的导航系统。
•GPS提供连续的实时导航信息。
•GPS是全天候系统。
•全球定位系统全天候向国际社会提供服务。
GPS是免费的，不需要任何订阅或许可。
•无限用户可以利用GPS而不降低信号质量。
•对于军事活动，GPS可以击中目标而不会造成重大附带损害。
缺点
•sat使用原子钟，而且非常精确;然而，有时确实会发生误差，从而导致时间测量误差。
•卫星一般应保持其预定的轨道位置，但由于引力(地球、月球、太阳)的作用，确实会发生漂移。
电离层和对流层导致信号传播速度减慢。这个速率是可变的，不是恒定的。这导致矫正/补偿的复杂性。
•GPS-Rx将检测所需的导航信号;然而，由于系统的无线特性，信号可能会因噪声而轻微失真。
•理想情况下，我们希望信号直接从卫星到GPS接收器;然而，有时信号会反弹，Rx会检测到这些反弹信号。
•每年维护GPS星座的成本非常高。
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