新生研讨课——关于同步轨道卫星
在新生研讨课中，老师提及了同步轨道卫星，而今天在这里将会讲到关于同步轨道卫星里全球卫星导航定位技术的原理和一些个人在生活中遇到的关于这方面的问题以及关于这个问题的解决办法的设想。
卫星定位系统即全球定位系统（Global Positioning System）。简称GPS，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。它属于非静止卫星定位系统。移动用户利用导航定位接收机来接收4颗（或4颗以上）卫星的导航定位信号，并测量不同信号的到达时间，求出移动用户的三维空间坐标，自动给出经度和纬度显示，从而实现用户的自主定位。通过这项技术，我们可以应用于引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。无论是对我们在日常生活中的出行还是在军事战争中提高军队的行军速度以及在不熟悉环境中的作战等战略意义，GPS都是不可或缺的。
GPS 导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS 卫星正常工作时，会不断地用 1 和 0 二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS 系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的 C/A 码和军用的 P(Y)码。C/A 码频率 1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距 1 微秒，相当于300m；P 码频率 10.23MHz，重复周期 266.4 天，码间距 0.1 微秒，相当于 30m。而 Y 码是在 P 码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以 50b/s 调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含 5 个子帧每帧长 6s。前三帧各 10 个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第 1、2、3 数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在 WGS84 大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
在现阶段，GPS已经覆盖了全球98%以上的区域，但仍有部分区域难以接收到GPS信号。
在生活中，我们时常会遇到在基站大量覆盖的城区中遇到GPS信号弱甚至没有GPS信号的情况，原因可能有1.在城区运动时，由于四周上空建筑物的遮挡，GPS接收到的卫星信号经常变换，会接收不到卫星信号。2.天气因素。如：太阳黑子、恶劣天气（降低讯号强度，但不影响定位）3.美国国防部SA卫星信号干扰。（卫星信号受美国控制，偶尔有可能会中断信号服务）。第三个问题可以通过我国自主研发的北斗卫星导航系统来解决，但北斗卫星系统仍存在某些芯片上依赖进口，定位授时精度、抗干扰、系统容量等性能还不够强，尚未具备全球服务的能力，而在社会领域的渗透和大众的认知度上相比GPS仍有不足，需要继续研发改善。而另外两个问题也许能通过加强卫星信号的传输能力，增加卫星的输出功率，或选择穿透力更强的某种其他波来解决。
同时，GPS的定位服务有时会过度依赖于网络，在苹果手机被偷时，“查找我的iPhone”这个应用仅仅只能在手机开机并且打开网络的情况下在能定位到丢失的手机。而用户只能通过基站查找手机卡的信号源以达到定位的目的。而相对于GPS直接定位是十分不方便的，而大部分人也难以劝说运营商帮其定位到手机的未知。对于手机等
贵重物品而言，我认为可以像电脑的主机一样，可以在内部放置一颗纽扣电池，使其在手机关机的情况下仍能具备一定的记忆文件收集数据以及为手机供电的能力，为GPS的使用创造基础条件。除此之外，在手机里放置一个持续发射的与卫星保持连接的信号源也是一个不错的选择。
另外，当你对手机的位置进行定位时，如果当事人处于一个比较复杂的地形环境中，卫星难以精确定位他的位置，例如在一栋五层楼的建筑里，也许可以通过加入类似于超声波的东西，使卫星能够发射一定的信号源，通过正常穿透和被弹回的信号来扫描出建筑的结构，并以此精准定位别人在建筑物中的位置。
相较于其他技术，1994年的同步轨道导航卫星的技术已经比较完善了，但在日常生活中仍有一些不太方便的情况，也许在未来的发展中能够得到改善。
2017级胡斐帆 部分内容（卫星的原理，GPS被影响的因素）摘录自百度百科
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