一、研究背景

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为”球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

由于GPS系统所具有的全天候，高精度，和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入到了国民经济建设，国防建设和社会发展的各个应用领域。在2000年到2006年期间，美国政府宣布将GPS的定位精度由原来的100米精确到20米，此举进一步推进了GPS技术的应用，提高了生产力，作业效率，科学水平以及人们的生活质量，因此可以说GPS技术在经济全球化的今天起着举足轻重的作用，而且可以预见的是全球定位技术对于人们的生活也将越来越凸显它的重要性，人们的生活也将越来越离不开它的存在。中国GPS导航的市场潜力巨大，截至到2005年底，中国拥有车载导航设备的车辆不足10万辆，相对于3000万辆的汽车总数来说，普及率不到1%。而日本的汽车车载导航安装率高达59%，欧美约占25%。2006年便携导航市场应该有近5亿元的规模，而随着市场的高速发展及新品牌的层出不穷，2009年中国汽车GPS导航系统终端的销售额将接近100亿元。卫星导航应用产业在国民经济中发挥着越来越重要的作用，将成为十二五”发展的亮点。在”十二五”期间，卫星导航在其它领域如航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等方面的应用都会有很大的发展空间。

二、国内外研究现状

就在欧美国家迅速发展GPS定位技术，甚至尝试将GPS定位系统和GSM通信系统以及3G网络联合使用时，国内也在迎头赶上，从21世纪开始，国内的基于”北斗一号”系统一直不断研发，并取得了不错的成果，后来的基于这个系统的”北斗运营服务平台”正式开通表明了国内的全球定位导航技术的应用开始进入一个全新的阶段，这一技术的成功应用使得我国的海陆空三栖交通枢纽更加便利，更加方便也进一步对国内的相关产业的发展有着积极的作用。

目前，全球共有四种全球定位系统，包括美国的GPS，俄罗斯的格洛纳斯，欧洲的伽利略和中国的北斗，相比较而言，美国的GPS全球定位系统组建的最早，技术也最为成熟。

GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用，最初的GPS计划在联合计划局的领导下诞生的，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上。然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成30度的6条轨道上。这也是现在GPS卫星所使用的工作方式。

国内北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。第八颗和第九颗北斗卫星于2011年被长征三号甲运载火箭送入太空预定转移轨道。2011年12月，北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示，北斗卫星导航系统将在2020年形成全球覆盖能力。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。中国以后生产定位服务设备的产商，都将会提供对GPS和北斗系统的支持，会提高定位的精确度。而另外一种北斗系统特有的短报文服务功能将收费，这个功能的实用性还有待观察。中国将本着开放、独立、兼容、渐进的原则，发展自主的全球卫星导航系统，其”三步走”发展路线图为：第一步，从2000年到2003年，我国建成由3颗卫星组成的北斗卫星导航试验系统，成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。第二步，建设北斗卫星导航系统，于2012年前形成我国及周边地区的覆盖能力。第三步，于2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。

GPS系统在军事领域中大致有如下三个作用：

(一)为部队或单兵提供定位