什么是导向装置？详细解释！

全球定位系统(Globle Positioning System)是一种结合了卫星和通信的发展，利用导航卫星来测量时间和距离的技术。全球定位系统(GPS)是美国在20世纪70年代开发的，历时20多年，耗资200亿美元。完成于1994。具有全方位实时三维导航定位能力的新一代卫星导航定位系统。经过我国测绘部门近十年的使用，表明全球定位系统已成功应用于大地测量、工程测量、航空摄影、车辆导航与控制、地壳运动测量、工程变形测量、资源调查、地球动力学等学科，具有全天候、高精度、自动化、高效率的特点，取得了良好的经济效益和社会效益。

GPS全球定位系统由三部分组成:空间部分——GPS星座(GPS星座由24颗卫星组成，其中21颗为工作卫星，3颗为备份卫星)；地面控制部分-地面监控系统；用户设备部分--GPS信号接收机。

1.空间部分

GPS的空间部分由24颗工作卫星组成，位于地面以上20±200km，均匀分布在6个轨道平面上(每个轨道平面4颗)，轨道倾角为55°。此外，在轨还有四颗现役备份卫星。卫星的分布使得随时观测全球任何地方的四颗以上卫星成为可能，并保持良好定位精度的几何图像。这提供了在时间上连续的全局导航能力。GPS卫星产生两套码，其中一套叫C/ A码(Coase/Acquisition Code 11023 MHz)；一组称为P码(PROCISE码10123 MHz)。由于其频率高，不易被干扰，定位精度高，所以受美军控制，有密码，一般人无法解读，主要为美军服务。C/ A码主要由人们在采取措施故意降低其准确性后使用。

2.地面控制部分

地面控制部分由一个主控站、五个全球监测站和三个地面控制站组成。监测站配备了精确的铯原子钟和接收器，可以连续测量所有可见的卫星。监测站获得的卫星观测数据，包括电离层和气象数据，经过初步处理后传输到主控站。主控站收集各个监测站的跟踪数据，计算卫星的轨道和时钟参数，然后将结果发送到三个地面控制站。地面控制站将这些导航数据和主控站的命令注入到每颗运行在头顶的卫星中。这种注入是每颗GPS卫星每天一次，最后一次注入是在卫星离开注入站范围之前进行的。如果某个地面站出现故障，卫星预存的导航信息还能使用一段时间，但导航精度会逐渐下降。

对于导航定位来说，GPS卫星是一个动态的已知点。恒星的位置是根据卫星传送的星历表计算出来的，星历表描述了卫星的运动和轨道参数。每个GPS卫星广播的星历表由地面监控系统提供。卫星上的各种设备是否正常工作，卫星是否一直沿着预定的轨道运行，都要由地面设备进行监视和控制。地面监控系统的另一个重要功能是保持所有卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。这就需要地面站监测每颗卫星的时间，找出时钟差。然后由地面注入站发送给卫星，卫星通过导航电文发送给用户设备。GPS工作卫星地面监测系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

3.用户设备部分

用户设备部分是GPS信号接收器。其主要功能是捕获按照一定的卫星截止角选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行情况。当接收机捕获到被跟踪的卫星信号时，可以测量接收天线到卫星的伪距和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理器可以根据位置计算方法计算出位置，计算出用户地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件、内部软件和GPS数据后处理软件包构成了一个完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为两部分:天线单元和接收单元。接收机一般采用内置和外置两种DC电源。设置内部电源的目的不是为了在更换外部电源时中断连续观察。使用非车载电源时，电池会自动充电。关机后，机器中的电池向RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前，各种类型的接收器越来越小，越来越轻，便于现场观察。