由于GPS的全球性、全天候、高精度、實時等性能，已廣泛應(yīng)用于各個方面。目前的需求更向多學(xué)科技術(shù)融合、提高GPS使用可靠性、經(jīng)濟性、快速、高精度方向發(fā)展，充分使用GPS技術(shù)仍是國家和廣大用戶的迫切要求。目前以至近幾年廣大用戶的需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1、GPS技術(shù)與其他信息源相集成應(yīng)用在智能交通系統(tǒng)、港口碼頭信息調(diào)度管理系統(tǒng)，以及困難特殊行業(yè)的調(diào)度系統(tǒng)等方面，如GPS技術(shù)與GIS技術(shù)、汔車電子技術(shù)等結(jié)合形成的車輛自主導(dǎo)航系統(tǒng)、集裝箱管理系統(tǒng)、倉儲數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、危險品運輸倉儲管理系統(tǒng)等。

　　2、GPS技術(shù)應(yīng)用與衛(wèi)星通信也有著密切關(guān)系，特別是GPS差分及完備性服務(wù)信息通過數(shù)字廣播衛(wèi)星，可傳送到各地移動用戶，包括荒漠地區(qū)的廣大用戶是提高使用效益和可靠性的必要措施，也是特殊用戶監(jiān)控、救生的良好方式。

　　3、GPS技術(shù)的高時空分辨率的數(shù)據(jù)在測繪、地震監(jiān)測、大氣物理探測、地球引力場探測、工程監(jiān)測等方面有發(fā)展的前景。

　　4、對于實時用戶來說，迫切需要解決使用GPS技術(shù)時的完備性問題。

　　5、對于測量用戶迫切需要解決統(tǒng)一的基準(zhǔn)，將空間定位參考系統(tǒng)一致性或方便、合理轉(zhuǎn)換問題。

 

　　面對GPS如此廣泛的應(yīng)用，為了使廣大用戶能夠長期、安全、經(jīng)濟、有效地利用GPS資源，規(guī)范GPS的應(yīng)用和開發(fā)，需要系統(tǒng)地建立GPS多功能綜合服務(wù)體系。由此構(gòu)建的系統(tǒng)直接服務(wù)于各行各業(yè)的用戶，滿足他們多領(lǐng)域、多用途、多機型的毫米級、厘米級、分米級乃至米級、十米級、數(shù)十米級的實時、準(zhǔn)實時、快速、事后、動態(tài)或靜態(tài)的需要。用戶范圍將不斷擴大：

　　 地球動力學(xué)、大地測量、工程測量、地球物理資源勘探、氣象學(xué)、空間物理學(xué)；

　　城市測繪管理、國土管理、城市規(guī)劃、地籍管理；

　　 GIS、RS、航空攝影、智能化交通、機器人、車輛自主導(dǎo)航、船舶導(dǎo)航、航空導(dǎo)航、航天測控、星載導(dǎo)航；

　　緊急救護、安全保障、監(jiān)控報警；

　　情報監(jiān)測、大壩監(jiān)測、精細農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)飛防、林業(yè)資源監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)；

　　精確授時、電力系統(tǒng)定時同步、個人通信、個人計算機、照相機、手表、旅游等等等。

　　GPS多功能綜合服務(wù)體系的建設(shè)主要包括三方面內(nèi)容：

　　1、建立GPS連續(xù)運行基準(zhǔn)站

　　“九五”期間，國家測繪局、中科院、交通部、中國地震局和總參測繪局等部門已經(jīng)建立了分布全國的30多個GPS連續(xù)跟蹤站，在管理上、技術(shù)上已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗，但也存在設(shè)備老化、管理技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不同一、部門分割等問題。

　　GPS連續(xù)運行基準(zhǔn)站建設(shè)應(yīng)該著眼于滿足未來5～10年的科研、生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的要求。數(shù)據(jù)成果共享，并且具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用多種數(shù)據(jù)通信鏈路；基準(zhǔn)站網(wǎng)要基本覆蓋全國，分布密度可略有不同，涵蓋我國各主要大中城市并兼顧地殼塊體，既供科學(xué)研究需要，又能滿足經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的優(yōu)先使用，從而形成滿足多部門、多領(lǐng)域、多用途的高精度、全天候、實時、穩(wěn)定運行的GPS多功能服務(wù)體系的基礎(chǔ)框架設(shè)施。

　　2、建立GPS數(shù)據(jù)處理分析中心

　　GPS數(shù)據(jù)處理分析中心主要接收各基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)存儲和處理，獲得滿足不同用戶需要的數(shù)據(jù)信息和成果。GPS數(shù)據(jù)處理分析中心主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)維護軟件的研究與更新，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理軟件研制與更新，系統(tǒng)服務(wù)軟件的研究、更新與推廣，系統(tǒng)運作模式的更新、升級研究與實用化，應(yīng)用軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)結(jié)果分析，提供數(shù)據(jù)信息和導(dǎo)航定位服務(wù)，并參與全球的地學(xué)等領(lǐng)域的國際合作。GPS數(shù)據(jù)處理分析中心必須建立相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等，具有推動和促進區(qū)域性的用戶對精密定位、快速和實時定位導(dǎo)航的要求，及時滿足國土測繪、城市規(guī)劃建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、陸空交通監(jiān)控等現(xiàn)代信息化管理的需要。同時根據(jù)需要，處理和分析全國的基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，完成特定業(yè)務(wù)（如地震監(jiān)測預(yù)報、電離層監(jiān)測預(yù)報、災(zāi)害性氣候預(yù)報等）�！�3、建立通信鏈路系統(tǒng)

　　通信鏈路系統(tǒng)是基準(zhǔn)站、GPS數(shù)據(jù)處理分析中心以及用戶的聯(lián)系紐帶。包括GPS基準(zhǔn)站到GPS數(shù)據(jù)處理分析中心的觀測數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控處理、GPS差分修正信息實時廣播、GPS數(shù)據(jù)INTERNET網(wǎng)絡(luò)發(fā)布及應(yīng)用效果反饋等。通信鏈路系統(tǒng)是GPS產(chǎn)業(yè)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在發(fā)展規(guī)劃中，通信鏈路所采用的技術(shù)是一個重要因素。

　　在基準(zhǔn)站←→數(shù)據(jù)處理分析中心，數(shù)據(jù)處理分析中心→用戶信息服務(wù)中心的工作鏈路應(yīng)采用可靠、帶寬、經(jīng)濟的專用通信方式，主要有：INTERNET、DDN專線、VSAT、PSTN、微波等。

　　在用戶信息服務(wù)中心→導(dǎo)航定位、RTK用戶的服務(wù)鏈路，應(yīng)考慮方便、低廉、大容量的多類型通信鏈路。主要有：RDS廣播、數(shù)字衛(wèi)星直播、UHF/VHF、INTERNET、GSM、CDMA等。

　　GPS數(shù)據(jù)處理分析中心及其提供的數(shù)據(jù)信息及服務(wù)，將構(gòu)成整個GPS服務(wù)體系的中樞，為廣大用戶輸送多種服務(wù)信息：

　　建立和維持全國統(tǒng)一的、高精度的空間坐標(biāo)動態(tài)參考框架，并與國際地球坐標(biāo)系參考框架（ITRF）相聯(lián)結(jié)

　　中國大地水準(zhǔn)面模型及參數(shù)，國家坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)等

　全國區(qū)域GPS衛(wèi)星精密星歷

　　GPS衛(wèi)星與跟蹤站（接收機）鐘差信息。

　　提供電離層信息。

　　為國家廣域差分GPS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)信息服務(wù)

　　基準(zhǔn)站坐標(biāo)與位移速率。

　　維護時間的精確性

　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

　　國家測繪局是最早引進GPS定位技術(shù)，并十分重視將該技術(shù)推向?qū)嵱玫牟块T，在GPS應(yīng)用的諸多領(lǐng)域與環(huán)節(jié)上具有豐富的技術(shù)儲備與理論水平，在注重GPS應(yīng)用的同時也十分注重空間定位基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，向國際發(fā)展方向看齊。在“八五”期間完成了國家高精度GPS空間定位網(wǎng)的布測（818點），國家精密水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測（13萬公里），“九五”期間完成了國家GPS跟蹤站網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理中心建設(shè)，中國地殼觀測網(wǎng)建設(shè)，國家大地水準(zhǔn)面精化，國家垂直形變分析，GPS廣域差分工程性試驗，GPS衛(wèi)星精確定軌，國家2000年重力基本網(wǎng)建設(shè)，有目標(biāo)、有步驟地完善國家框架基礎(chǔ)設(shè)施體系的建設(shè)。這些是空間技術(shù)發(fā)展，實現(xiàn)精確的空間對地觀測系統(tǒng)（GPS+RS）最為基礎(chǔ)的工作。由此將逐步構(gòu)建和完善國家測繪局GPS服務(wù)體系的建設(shè)。

　　1、GPS跟蹤站網(wǎng)建設(shè)

　　在國家測繪局GPS服務(wù)體系空間定位基礎(chǔ)設(shè)施中，目前已建立了8個GPS跟蹤站，其中4個納入了國際IGS觀測站，同時有5個跟蹤站參加中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)網(wǎng)的觀測。國家測繪局GPS跟蹤站分布在北京�？诠�爾濱烏魯木齊西安西寧拉薩武漢。下圖給出我國GPS連續(xù)運行站的分布情況。

　　通過學(xué)習(xí)美國、德國GPS跟蹤站建設(shè)的經(jīng)驗，并結(jié)合我國的實際情況，擬定了一套建立我國自己的GPS跟蹤站建設(shè)思路。同時考慮到經(jīng)濟狀況原因，提出了我國GPS跟蹤站的基本構(gòu)成框架：

　　GPS接收機及抗干擾天線

　　自動氣象采集器

　　通訊設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器、VSAT衛(wèi)星）

　　計算機控制設(shè)備

　　太陽能電池系統(tǒng)

　　跟蹤站控制、管理軟件

　　2、GPS數(shù)據(jù)處理分析中心

　　在北京國家基礎(chǔ)地理信息中心建立了GPS數(shù)據(jù)處理分析中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、管理和維護連續(xù)運行的GPS跟蹤站，采集跟蹤站數(shù)據(jù)信息，并對采集的數(shù)據(jù)信息按照標(biāo)準(zhǔn)進行處理，將符合標(biāo)準(zhǔn)的成果在網(wǎng)上公布，滿足精密定位用戶、不同用戶的需求。同時通過數(shù)據(jù)處理偵測GPS衛(wèi)星與跟蹤站形成的框架體系的基準(zhǔn)變化，從而維護數(shù)據(jù)框架的不斷更新。維護和建立國家的動態(tài)地心參考框架，進行GPS數(shù)據(jù)處理分析、快速預(yù)報軌道、GPS數(shù)據(jù)產(chǎn)品發(fā)布、定期公告各站運行狀況等。

　　GPS數(shù)據(jù)處理分析中心作為GPS服務(wù)體系的樞紐，具有較高的數(shù)據(jù)處理和分析能力。目前數(shù)據(jù)中心采用瑞士BERNESE和美國GAMIT軟件作為基本的GPS數(shù)據(jù)處理軟件。這兩種軟件在國際的知名度很高，而且經(jīng)過多年的開發(fā)與改進，已經(jīng)形成了具有自身特點的軟件包，加之我國的測繪工作者很早就對這兩種軟件進行了培訓(xùn)與研究，對于軟件的掌握程度非常高，因此選擇這兩種軟件非常適合在我國的應(yīng)用。　國家測繪局于1999年頒布了GPS跟蹤站網(wǎng)管理技術(shù)規(guī)定（試運行），GPS跟蹤站管理已經(jīng)進入規(guī)范化、自動化、數(shù)據(jù)的下載與上傳都能夠在目前的數(shù)據(jù)通訊鏈路中得到很好的支持，因此在統(tǒng)一的時間內(nèi)可以得到各個跟蹤站傳送到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心通過自身編制的數(shù)據(jù)檢查軟件（主程序基于國際IGS組織提供的數(shù)據(jù)檢查軟件）對GPS原始的觀測數(shù)據(jù)進行檢查。檢查內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)觀測的時間、數(shù)據(jù)可使用率統(tǒng)計、電離層對于數(shù)據(jù)采集的影響、多路徑效應(yīng)的影響等。

　　數(shù)據(jù)中心在UNIX工作站上編制了自動化數(shù)據(jù)處理程序，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的預(yù)處理、方案解算功能。出于對數(shù)據(jù)結(jié)果的時間要求，數(shù)據(jù)處理采用了IGS組織的預(yù)報精密星歷，精度較IGS最終星歷稍差，但是對于結(jié)果的影響并不明顯，這樣做的好處在于可及時計算出上一天的觀測數(shù)據(jù)，對于將來做我國快速精密軌道的確定工作提供時間上保障�；�本上參照國際上數(shù)據(jù)處理的思路，主要模塊是數(shù)據(jù)預(yù)處理、電離層模型的確定、對流層模型參數(shù)估計、精密定位及定軌等。我們參考了歐洲定軌中心及瑞士伯爾尼大學(xué)天文學(xué)院對于GPS精密定位和定軌的數(shù)據(jù)處理理念以及國際上流行的數(shù)據(jù)處理方法，建立一套簡便、易使用的數(shù)據(jù)自動處理程序，對于每天國家測繪局8個跟蹤站的數(shù)據(jù)，所需的定位時間大約在1-2小時，定軌時間5-7小時（這與所使用的計算機的情況有關(guān)）。

　　3、數(shù)據(jù)通信鏈路

　　目前國家測繪局GPS服務(wù)體系建設(shè)中，已具有的數(shù)據(jù)通信手段有：

　　Internet

　　利用國家基礎(chǔ)地理信息中心專線網(wǎng)，各跟蹤站上傳GPS數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)到北京GPS數(shù)據(jù)處理中心服務(wù)器上。

　　Telephone

　　各跟蹤站安裝電話，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)點對點傳輸方式。GPS數(shù)據(jù)處理中心可遠程訪問和監(jiān)控跟蹤站。

　　VSAT

　　目前烏魯木齊、拉薩、武漢、西寧和北京房山跟蹤站安裝了衛(wèi)星通信設(shè)備（VSAT），實現(xiàn)衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)傳輸。

　　國家測繪局GPS服務(wù)體系的建設(shè)已具有一定的規(guī)模，面向廣大用戶開展技術(shù)服務(wù)和應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，建立并開通了自己的網(wǎng)站，為廣大GPS用戶提供數(shù)據(jù)信息服務(wù)。

　　服務(wù)內(nèi)容主要包括：

　　1、GPS數(shù)據(jù)服務(wù)

　　FTP服務(wù)：精密星歷、電離層參數(shù)、ITRF、IERS等

　　WWW服務(wù)：跟蹤站介紹、信息介紹、衛(wèi)星狀況、質(zhì)量評估、數(shù)據(jù)目錄信息等

　　2、GPS用戶服務(wù)

　　注冊登記、在線計算、技術(shù)論壇、意見反饋

　　3、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫

　　GPS成果、三角成果、水準(zhǔn)成果、重力成果

　　4、技術(shù)介紹

　　大地測量介紹、重大項目介紹、技術(shù)服務(wù)介紹等

　　近幾年來，GPS服務(wù)體系在許多工程項目中得到了廣泛應(yīng)用。與美國麻省理工學(xué)院合作布測天山地區(qū)GPS監(jiān)測網(wǎng)，其科學(xué)目的在于研究塔里木盆地和哈薩克平原的變化速率、確定相關(guān)獨立地質(zhì)板塊的形變速率。與德國地學(xué)研究中心（GFZ）合作，布測了新韁GPS監(jiān)測網(wǎng)，目的在于分析中亞地區(qū)地殼運動敏感地區(qū)的板塊運動機制。在監(jiān)測網(wǎng)中，GPS服務(wù)體系起到了基準(zhǔn)框架固定的作用，便于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析。國家測繪局GPS服務(wù)體系的主要應(yīng)用有：

　　1、國家坐標(biāo)框架的維持

　　通過長期的觀測來分析連續(xù)運行跟蹤站位置的變化趨勢及變化量，同時與其他國際IGS跟蹤站進行同步觀測從而獲得這些站在國際坐標(biāo)參考框架下的精確坐標(biāo)，對我國坐標(biāo)框架的維持與更新起到了舉足輕重的作用。

　　GPS衛(wèi)星軌道的確定

　　2、軌道預(yù)報

　　利用GPS觀測資料以及精確的跟蹤站地心坐標(biāo)，可以預(yù)報GPS衛(wèi)星的位置變化即GPS衛(wèi)星的軌道，并提供給我國的差分GPS用戶，確保定位的精度。

　　3、GPS差分服務(wù)

　　各個GPS連續(xù)運行的跟蹤站都具備了差分功能，可以向一定區(qū)域的GPS用戶發(fā)送位置改正信息，提高用戶快速定位精度�！　�4、氣象方面的研究

　　同樣利用精確的地心位置反演出大氣對于GPS信號在傳播路徑上的影響，從而得到大氣因子的分布情況，達到氣象預(yù)報的目的。

　　5、精密定位基準(zhǔn)

　　GPS服務(wù)體系可提供高精度的定位基準(zhǔn)，滿足科學(xué)、工程和研究等不同領(lǐng)域的目的要求。如：雅魯藏布大峽谷的科學(xué)探險考察，為研究雅魯藏布大峽谷地區(qū)地質(zhì)變化提供有力的技術(shù)支持；建立長江源紀(jì)念碑，確定了長江源紀(jì)念碑準(zhǔn)確的地心位置；南沙綜合科學(xué)考察，及時、有效地確定了島礁的精確坐標(biāo)：“風(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星地面網(wǎng)的測定，為精確求定地面控制站位置提供基準(zhǔn)，確保云圖匹配正確。