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本身是不能满足上述的完好性、可用性和连续服务性要求。
定位精度。目前对GPS来说，其定位精度符合航路、终端和非精密进近的要求，对精密
进近还有一定的差距。
完好性。指卫星信号故障或引起误差的事件能及时检测出来并及时报警的能力。从航路
到非精密进近，要求故障非检测概率小于io-5／li故障报警时间在10 s以内。
可用性。指在卫星的全球覆盖、连续工作下使得所有地区的飞机在各飞行阶段一开始就
能收到四颗以上卫星信号，能求出定位解概率，一般要求大于0.999 99。
连续服务性。指飞机在飞行中每个飞行阶段从头至尾都能收到四颗以上卫星信号进行定
位和制导，不致中断的概率。如在最后进近阶段，要求其150 s时间内不致出现和制导中断，
非精密进近时要求中断概率不能超过1×10-5。
3) GPS的用户设备
GPS的用户设备亦称GPS卫星导航仪，是用来接收卫星导航信号，从中提取卫星星历，
测距并结合其他数据解算出用户的位置、速度及相应的时间，完成用户的导航定位。
GPS接收机的种类虽然很多，但它的结构基本一致，分为天线单元和接收单元两部分，
如图11.9和图1.10。
图11.9典型GPS接收机面板
天线单元。由接收天线和前置放大器组成。
微带天线、螺旋天线等，应根据需要选择。
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图Il.10 GPS接收机的工作原理
目前采用的天线有定向天线、偶极子天线、
接收单元、信号通道单元。接收来自天线单元的信号，经处理实现对GPS信号的跟踪、
锁定、测量并提供计算位置的数据信息。根据需要，可设计成1～12通道。
存储单元。将实时定位的各种数据、原始观测值及计算结果存储起来，供事后处理用。
计算和显示控制单元。完成工作开始的自检；根据采集到的卫星星历、伪距观测值计算
三维坐标和速度；人机对话，进行自动导航、计算和更新位置。
电源。GPS接收机采用直流供电。
GPS接收机的基本工作原理，接收机天线接收卫星发射的导航信号，从可见卫星(4～9
颗)中选择几何关系最好的四颗星，捕获和跟踪被选卫星信号，一旦卫星被捕获并进行跟踪，
则可以解调出导航信息；然后用厶、L2测得的伪距差，对电离层延时进行修正。
4) GPS的特点
(1)全球定位系统GPS的优点 ，
GPS具有全球、全天候、连续导航能力。系统能提供连续、实时的三维空间坐标、三维
速度和精密时间，并具有良好的抗干扰性能。
GPS具有高精度。系统三维空间定位精度优于10 m，三维速度精度优于3 cm/s，时间精
度为20～30 ns。
GPS能满足各类用户。系统可用于铁路、航空、城市交通、农业、森林防火、地震预报、
救援等。
GPS具有多种功能。系统可以广泛用于导航、搜索、通信、交通管理、授时、航空摄影、
大地测量等。
GPS为连续输出，更新率高，一般为每秒一次，适用于高动态移动用户的定位。
GPS用户设备简单，购置费用较低。
(2) GPS存在的缺陷
GPS卫星工作于￡波段，电波入水能力差，不能用于潜艇导航；GPS的完好性监测和报
警能力不足，对卫星的一些软故障要在很长时间后才能发出故障状态信息；GPS的可利用性
即所有地区的连续服务不足，某些时候在某些地方将出现少于四颗卫星的情况；整个系统维
护费用太高，每年大约需5亿美元的维护费。
11.2.1.2全球定位系统GPS的误差
GPS的误差主要表现在测距误差。引起GPS测距误差的因素很多，主要包括与卫星有关
的误差、信号传播误差及观测和接收设备引起的误差。GPS误差主要有时钟误差、星历误差、
电离层附加延时误差、对流层附加延时误差、几何误差和设备误差，如表11.1。
表11.1 GPS误差估算（狰态）
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空中领航学 下册(91)
