全球定位系统一般主要是指GPS，尽管 俄罗斯 、欧洲及中国也纷纷建立自身的全球定位系统，但就技术而言，美国建立的 GPS技术 处于先进地位。本节所指的定位 系统应用 主要依据是GPS的应用，相信在不久的将来，其他定位系统也将发挥自身的作用，同样也能实现相应领域的应用。

（1）精密工程、测量及 变形监测 中的应用

将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网，GPS网分为两大类，一类是全球或全国性的高精度GPS网；一类是区域性的GPS网。 大地测量 的科研任务是研究 地球形状 及其随时间的变化，利用 全球覆盖 的高精度GPS网建立起高精度的动态坐标框架。区域GPS网是指国家C、D、E级GPS网或专为 工程项目 布测的工程GPS网。

（2） 交通系统 中的应用

对当前位置的定位以及对 目标物 的定位是地面车辆 导航系统 的两个 关键技术 。前者需要GPS获取点位根据，而后者则偏重以 数字地图 为基础，确定点位置，这实际上是一个地图 相关分析 的问题。

随着中国城市建设规模的扩大，车辆日益增多， 交通运输 的 经营管理 和合理调度，警用车辆的指挥和 安全管理 已成为公安、交通系统的一个重要问题。 GPS导航 定位技术 的出现给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体的实时的 定位能力 。用于公安、交通系统的主要有：车辆GPS定位与无线电 通信系统 相结合的指挥 管理系统 ；应用 GPS差分 技术的指挥管理系统。GPS车辆导航 应用范围 很广，如 运输线路 导航、 突发事件 车辆导航、车辆派遣等一一般地，智能型车辆和 高速公路 系统根据其功能可以分为4种：自动式系统、 车队管理系统 、咨询型导航系统和普查型系统。车队管理系统可对多辆车进行操作，并设有捌度中心；咨询型导航系统融合自动式系统和车队管理系统；普查型系统通常由自动式车辆加载摄像机或数字式的照相机组成，可用于获取时间、点位特性的道路信息，

（3） 地球动力学 中的应用

用GPS来监测全球和区域 板块运动 ，监测区域 地壳运动 ，对地球成因及动力机制的研究。研究地下断层活动模式、 应力场 变化，对地震危险值估计和预报。为了进行中国 地壳形变 监测，由地震局、总参测绘局、 国家测绘局 、中国科学院承担的“九五”重大科学工程项目“中同 地壳运动监测 网络工程”已于2000年建成。 武汉测绘科技大学 利用云南 滇西 两期GPS监测资料，反演 红河断裂带 低下断层活动模式，对1996年云南丽江地震作了较为准确的 中期预报 ，其 位置误差 为27千米， 震源深度 误差为0~6千米．震级完全准确，揭示了用GPS监测资料做中期 地震预报 的可能性。

（4） 气象学 中的应用

利用GPS理论和技术来遥测 地球大气 、进行气象学的理论和 方法研究 称为 GPS气象学 （GPSIMET）i GPS气象学的研究始于20世纪10年代后期，最先在美国起步，在美国取得理想的试验结果后，在其他国家如日本也逐步开始GPS在气象中的应用。GPS/MET探测数据具有 覆盖范围 广（全球）、高垂直分辨率、 高精度 和高长期稳定的特点。

地球的大气相当于一个透镜， 电磁波 信号（如载波）在大气中的传输路径将因 大气折射 而发生曲折，气体密度越大，信号折射越强烈，波传输越慢，低轨GPS 接收机 接收到经折射的信号，可计算出综合信号 折射率 。经过适当的转换，电磁波的折射路径在各层大气中的 垂直结构 可以重构。无线电采用微波转换器由GPS卫星向接收机发射信号，传播中需经过某种介质，研究信号传输的性质就可以探清陔介质的性质。大气中有3种GPS信号折射源，即干燥物、水气和 电离层 物质。

（5）军事中的应用

军事上可用于 协同作战 、导弹的制导、搜索及救援人员野外定位。协同作战方面，GPS可为各级 指挥系统 提供各种目标及事件所发生的时间和地点。导弹的制导方面， 美伊战争 70%左右使用GPS辅助制导，使 战斧式巡航导弹 从l600千米的地方准确打击一个小房子的目标。搜索及救援人员野外定位方面，在茫茫的沙漠上，没有任何标志，主要靠 导航卫星 进行定位，才能知道自己在什么地方。在海警 舰艇航行 应用中，中国利用 北斗卫星导航系统 不仅规避了全球定位系统隐藏的 安全风险 ，而且可以完成舰艇定位、导航、管理以及 指挥控制 等多项工作。

（6）农业中的应用

GPS系统在 精细农业 实施过程 中异常重要：能对农田各种信息给予精确定位，包括对农机车辆导航、平地、精确播种、喷药、撒肥、 数据管理 以及作物活力检测和变量控制。 精准农业 中较为成熟的、效益较好的应用包括：自动驾驶、施肥、喷药和播种等。GPS对于 土壤养分 分布调查、检测 作物产量 和农田管理在效率、 准确率 上比人的管理高很多；在 联合收割机 上配置 监视器 和 GPS接收机 ，构成作物产量 监视系统 ；通过和土壤养分含量分布罔的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。利用 棕色土壤 和绿色作物 叶子 反射光波波长的差

可辨别土壤、作物和杂草。利用反射光波的差别，鉴别缺乏营养或感染病虫害的作物叶子。施加 除草剂 有两种方法，①利用杂草检测传感器，采集田间杂草信息，通过变量喷洒设备的控制系统，控制除草剂的喷施量；②事先用杂草传感器绘制出田间杂草 斑块分布 图，由电子 地图输出 处方，通过变量喷药机械实施。

（7） 野生动物保护 中的应用

美国 土地管理局 于20世纪10年代中叶开发了基于GPS的 地理信息系统 （Geographic Information System， GIS ），美国土地局分季度收集一次 野生动物资源 的有关信息，如 生态条件 以及 野生动物 栖息地分布、野生动物数量等。 美国西部 生活着数以万计的 野马 和野牛。建立野生动物管理系统，其主要目的在于：采用声音录入代替旧的手工输入方法；能显示当前和历史的飞行路线，对野生动物分布进行精确定位。实际工作中，在飞机或车辆上安装该系统，在空中寻找野生动物，用声音录入方式记录有关信息，GPS点位数据自动存储到数据库中。必要时可以按照历史航线进行不同时期的对比分析，结合现时与历史资料可以进行野生动物活动区域的 动态监测 。

（8）在突发事件中的应用

对突发事件的 反应时间 长短某种程度上影响了事件的 损失程度 。在突发事件如医疗、 火警 、 交通事故 的快速反应中.GPS和GIS起到决定性作用。一般地，建立突发事件救助系统可大致包括：①车载部分．，载有 GPS设备 ，通过适当软件处理，获得 地理坐标 ；②通信系统。采用双通道蜂窝 通信网 ，事件发生后，驾驶人员启动求助系统，请求帮助种类（报警、医疗等）及伤害程度等；③处理中心。可接收用户信号，在GIS的辅助下，迅速对事发地点进行查询、定位，并根据用户提供的求助 信息类别 ，确定相应的急救措施。GIS包括数字化的地图和属性信息，可以进行突发事件的发生地点在数字地图上的查询和定位以及调度人员对最短路线的选择，GPS则可以使急救车辆的点位等信息及时反馈到主控中心，以便调度。

（9）旅游中的应用

随着人们 生活质量 的提高，GPS服务逐步应用到私人旅游及 野外考察 中，到风景秀丽的地区去旅游，到原始大森林、雪山峡谷或者大沙漠地区去进行野外考察，安装于车内的 GPS接收机 将充分发挥其全球定位的功能成为驾驶者最忠实的向导。在驱车游览风景的途中，乘车者可以随时知道车辆所在位置及行走速度和方向，从而避免迷失路途。即使在途中出现麻烦，GPS监控 服务中心 会及时提供指示、连接最近的救援机构，积极采取行动。通过GPS 监控中心 提供的友情 远程服务 ，即使乘车者车行万里，仍不失在家的感觉。提供出行路线规划是 汽车导航系统 的一项重要 辅助功能 ，包括自动线路规划和线路设计。自动线路规划由计算机软件按要求自动设计最佳行驶路线包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线等的计算。人工线路设计是由驾驶者根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。

全球定位系统的应用还包括 航空摄影测量 ， 线路勘测 及 隧道贯通测量 ，地形、地籍及房地产测量， 海洋测绘 ，工程 施工测量 、大桥 施工控制网 建立、海上勘探平台沉降监测、大桥动态实时形变监测、高层建筑实时变形监测。GPS更高效的服务将在生产、生活中的各个领域得到应用 ^。

GPS在物流领域的应用主要体现于以下方面：

1．货物跟踪GPS 计算机信息管理系统 可以通过GPS和 计算机网络 实时收集全路列车、机车、车辆、集装箱及所运货物的 动态信息 ，实现对陆运、水运货物的 跟踪管理 。只要知道货车的车型、车号或船舶的编号就可以立即从 铁路网 或水运网中找到该货车或船舶，知道它们所处的位置，距离运输目的地的里程以及所有装运货物的信息。运用这项技术可以大大提高运营的 精确性 和透明度，为货主提供高质量的服务。

2．与 地理信息系统 （GIS）结合解决物流配送。物流包括 订单管理 、运输、仓储、装卸、送递、报关、退货处理、 信息服务 及 增值业务 。全过程控制是 物流管理 的核心问题。供应商必须全面、准确、动态地把握散布在全国各个 中转仓库 、经销商、零售以及汽车、火车、飞机、轮船等各种运输环节之中的产品流动状况，并据此制定生产和 销售计划 ，及时调整 市场策略 。因此，对大型供应商而言，没有全过程的物流管理就谈不上建立有效的 分销网络 ；对于大型连锁零售商而言，没有全过程的物流管理就谈不上建立 供应配送 体系；对于 第三方物流服务商 、仓储物流中心，没有面向全过程的物流 管理服务 就很难争取到客户的物流业务；对于普通用户而言，没有快速、准确、安全、可靠的 物流配送服务 ， 网上采购 几乎是不可想象的。物流配送的过程主要是货物的空间位置转移的过程，在物流 配送过程 中，要涉及货物的运输、仓储、装卸、送达等业务环节，对各个环节涉及的问题如 运输路线 的选择、仓库位置的选择、仓库容量设置、合理装卸策略、运输 车辆调度 和投递 路线选择 等进行 有效管理 和 决策分析 ，有助于物流配送企业有效地利用现有资源、降低消耗、提高效率。事实上，仔细分析上述各个环节存在的问题就可以发现，上面的问题都涉及 地理要素 和 地理分布 。凡是涉及地理分布的领域都可以应用 GIS技术 ，GPS/GIS技术是全过程物流管理中不可缺少的组成部分

全球定位系统 应用情况

1989年2月4日，第一颗GPS 卫星发射 成功，到1993年底建成了实用的GPS网，即（21+3GPS）星座，并开始投入商业运营。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 已经布设完成 ^。

GPS是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与 定位系统 。经近10年中国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得了广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于 大地测量 、工程测量、 航空摄影测量 、 运载工具 导航和管制、 地壳运动监测 、 工程变形监测 、 资源勘察 、 地球动力学 等多种学科中，从而给测绘领域带来了一场深刻的 技术革命 ^。

GPS是美国第二代 卫星导航系统 。它是在 子午仪卫星导航系统 的基础上发展起来的，它采纳了 子午仪 系统的成功经验。按规划方案，GPS的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成 卫星星座 。24颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在6个 轨道面 上（每轨道面4颗）， 轨道倾角 为55度。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力 ^。

20世纪70年代，陆、海、空三军联合研制了新一代全球定位系统，GPS主要目的是为陆、海、空三军提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于 情报搜集 、 核爆炸监测 和 应急通信 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，全球 覆盖率 高达98%的24颗 GPS卫星星座 已布设完成。GPS已经经历了第一代和第二代，已升级到第三代，以保持其在导航定位系统的霸主地位，GPS是全球范围内精度最高、 覆盖范围 最广的导航定位系统 ^。

最初的GPS计划是在美国联合计划局的领导下制定的，该方案将24颗卫星放置在互成1200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6~9颗卫星。这样， 粗码 精度可达100米， 精码 精度为10米。由于预算的压缩，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600的6个轨道上，然而这一方案保障不了卫星的可靠性。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作卫星和3颗备用卫星工作在互成600的6个轨道上，也是GPS卫星所使用的工作方式

世界上正在全球范围运行服务的卫星导航系统一共有四个：美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟的伽利略卫星导航系统（Galileo）和中国的北斗卫星导航系统（BDS）。其中，全球定位系统（GPS）发展最早，成熟度最高，商业应用开发深入 ^{。（ 学习强国 评 ）}