開車到一個路不熟悉的地方，怎么辦？有GPS車載導航系統。要是沒有開車呢，也好辦，兜里揣一個帶GPS導航功能的手機，裝上手機地圖，這樣也不會迷路。

GPS即全球定位系統（英語：Global Positioning System），是屬于美國建設、維護的衛星導航系統，也是目前應用最廣泛的衛星導航系統。今天就來跟大家談談衛星導航系統吧。

全球衛星導航系統(英語：Global Navigation Satellite System,通常簡稱GNSS)是利用衛星來測量物體位置的系統。已經運行的衛星導航系統除了大家熟知的GPS，還有俄羅斯的全球導航衛星系統（GLONASS）和中國的北斗導航系統。

GNSS主要由衛星星座、地面控制部分和服務終端三大部分組成。GNSS的衛星星座一般由若干顆衛星組成，衛星軌道也有兩種類型，GPS和GLONASS的衛星位于近圓軌道上，我國的北斗衛星位于地球同步軌道上。地面控制部分是維護系統正常運轉的地面設施。服務終端就是用戶使用的各種接收機設備，如前面的車載GPS系統的GPS部分、手機GPS系統等。

GNSS導航系統是如何進行導航定位的呢？我們先了解一個測繪學的術語——后方交會，后方交會是根據已知位置確定新位置的常用測量方法。如圖1，.我們將測量設備放在一個未知的位置（新點），通過測量到已知點（既知點）距離，可以得出該位置的坐標。

大家可以看出來，地面上的后方交會測量有很多缺點。一是光電儀器的測量范圍很??；二是視線容易被遮擋，觀測條件易天氣影響；三是測量效率低，移動不方便，不能實時定位。

有人就想了，要是能把這些已知點放在天上就好了。真是個好主意，于是就有了GNSS，這些已知點就是天上的導航衛星，而需要確定就是地面上接收機的位置。接收機從接收到的衛星信號，可以確定出接收機到衛星之間的距離。但是這里也有個問題，一般情況下，導航衛星是運動著的，如GPS衛星在兩萬多公里高的軌道上運行，那位置還是已知的嗎？不用擔心，導航衛星雖然位置實時變化，但它每一個時刻的位置，都可以由衛星信號獲得。

GNSS的用途，除了前面提到的車載導航、手機導航之外，還多著呢。

在軍事上，裝備了GNSS的導彈可以精確制導、巡航，實現指哪打哪的功能；

遠洋船舶、飛機上都裝有GNSS系統；

車輛防盜系統里面一個很重要的部分就是GNNS，通過這個設備可以實現對車輛的追蹤；

兒童、老人以及寵物的防走失系統；

在農業機械上安裝GNSS設備，可以實現自動化的精確農業；

衛星定軌方面，比如CHAMP、GRACE、GOCE這三顆重力衛星都使用了GPS；

精確定時，在天文臺、通信系統基站、電視臺、電力系統里實現時間的精確確定和同步；

在各種勘察測繪、工程施工里，GPS測量占了主角的位置；

除了上面列舉的，只要你想得到，就有GNSS的利用空間。

 

參考資料來源：

1. 李征航、黃勁松 《GPS測量與數據處理》 武漢大學出版社 2005

2. 黨亞民等 《全球衛星導航系統原理與應用》 測繪出版社 2007

3. http://en.wikipedia.org/wiki/Global_navigation_satellite_system

4. http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System

(張懷相供稿)