中海達(dá)GPS系統(tǒng)包括以下三大部分：  

（1）GPS衛(wèi)星（空間部分）；  

（2）地面支撐系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分）；  

（3）GPS接收機(jī)（用戶部分）。  

 

中海達(dá)GPS系統(tǒng)利用無線電傳輸特性來定位。和過去地面無線導(dǎo)航系統(tǒng)所不同的是，它由衛(wèi)星來發(fā)射定時(shí)信號、衛(wèi)星位置和健康狀況信息，故具有發(fā)射信號能覆蓋和定位精度高的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)中所有衛(wèi)星構(gòu)成GPS系統(tǒng)的空間部分。衛(wèi)星由地面站（地面監(jiān)控部分）監(jiān)測和控制，它監(jiān)測衛(wèi)星健康狀況和空中定位精度。定時(shí)向衛(wèi)星發(fā)送控制指令、軌道參數(shù)和時(shí)間改正數(shù)據(jù)。

 

中海達(dá)GPS空間部分  

GPS空間部分包括由二十四顆衛(wèi)星組成的星座。衛(wèi)星高度為20200公里，運(yùn)行周期12小時(shí)。衛(wèi)星分布在六條升交點(diǎn)相隔60度的軌道面上，軌道傾角為55度；每條軌道上分布四顆衛(wèi)星，相臨兩軌道上的衛(wèi)星相隔40度，使得在地球上任何地方至少同時(shí)可看到四顆衛(wèi)星。具有這樣軌道參數(shù)的衛(wèi)星，其發(fā)射信號能覆蓋地面面積38%。衛(wèi)星運(yùn)行到軌道的任何位置上，它對地面的距離和波束覆蓋面積基本不變。同時(shí)在波束覆蓋區(qū)域內(nèi)，用戶接收到的衛(wèi)星信號強(qiáng)度近似相等。這對提高定位精度十分有利。使能在任何地方、任何惡劣的氣候條件下，為用戶提供二十四小時(shí)不間斷的免費(fèi)服務(wù)。

 

中海達(dá)GPS地面監(jiān)控部分  

地面監(jiān)控部分包括1個(gè)主控站、3個(gè)注入站和5個(gè)監(jiān)測站。主控站位于科羅拉多的斯平士的聯(lián)合空間執(zhí)行中心（CSOC），三個(gè)注入站分別設(shè)在大西洋、印度洋和太平洋的三個(gè)軍事基地上。

監(jiān)測站的主要任務(wù)是對每顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測，測定衛(wèi)星在空間的位置，向主控站提供觀測數(shù)據(jù)。每個(gè)監(jiān)測站還配有中海達(dá)GPS接收機(jī)，對每顆衛(wèi)星連續(xù)不斷地進(jìn)行觀測，每6秒進(jìn)行次偽距測量和積分多普勒觀測，并采集與氣象有關(guān)數(shù)據(jù)。監(jiān)測站受主控站的控制，定時(shí)將觀測數(shù)據(jù)送往主控站。  

主控站擁有大型電子計(jì)算機(jī)，作為數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、傳輸、診斷、編輯等功能的主體設(shè)備。它實(shí)現(xiàn)下列功能：
（1）采集數(shù)據(jù)：主控站采集各個(gè)監(jiān)測站所測  

得的偽距和積分多普勒觀測值、氣象要素、衛(wèi)星時(shí)鐘和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)測站自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及*水面兵器中心發(fā)來的參考星歷。

（2）編輯導(dǎo)航電文：根據(jù)采集到的部數(shù)據(jù)計(jì)算出每顆衛(wèi)星的星歷、時(shí)鐘改正數(shù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及大氣改正數(shù)，并按定格式編輯為導(dǎo)航電文，傳送到注入站。

（3）診斷功能：對整個(gè)地面支撐系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作進(jìn)行診斷；對衛(wèi)星的健康狀況進(jìn)行診斷，并加以編碼向用戶指示。

（4）調(diào)整衛(wèi)星：根據(jù)所測的衛(wèi)星軌道參數(shù)，及時(shí)將衛(wèi)星調(diào)整到預(yù)定軌道，使其發(fā)揮正常作用。而且還可以進(jìn)行衛(wèi)星調(diào)度，用備份衛(wèi)星取代失效的工作衛(wèi)星。  

主控站將編輯的衛(wèi)星電文傳送到位于三大洋的三個(gè)注入站，而注入站通過S波段微波鏈路定時(shí)地將有關(guān)信息注入各個(gè)衛(wèi)星，然后由GPS衛(wèi)星發(fā)送給廣大用戶，這就是所用的廣播星歷。  

 

中海達(dá)GPS用戶部分

用戶部分包括用戶組織系統(tǒng)和根據(jù)要求安裝相應(yīng)的設(shè)備，但其中心設(shè)備是中海達(dá)GPS接收機(jī)。它是種特制的無線電接收機(jī)，用來接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的信號，并以此計(jì)算出定位數(shù)據(jù)。根據(jù)不同性質(zhì)的用戶和要求的功能，要配置不同的中海達(dá)GPS接收機(jī)。其結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀和價(jià)格也大相徑庭。例如：航海和航空用的接收機(jī)，要具有與存有導(dǎo)航圖等資料的存儲卡相接口的能力；測地用的接收機(jī)就要求具有很高的精度，并能快速采集數(shù)據(jù)；軍事上用的，要附加密碼模塊，并要求能高精度定位。

中海達(dá)GPS接收機(jī)種類雖然很多，但它的結(jié)構(gòu)基本致。分為天線單元和接收單元兩部分。天線單元由接收天線和前置放大器組成。常用的天線形式有：定向天線、偶極子天線、微帶天線、線螺旋天線、圓螺旋天線等。前置放大器直接影響接收信號的信噪比。要求噪聲系數(shù)小、增益高和動態(tài)范圍大。現(xiàn)時(shí)般都采用FET放大器。接收單元包括有：信號通道、存儲、計(jì)算與顯示控制及電源等部件。信號通道的主要功能是接收來自天線的信號，經(jīng)過變頻、放大、濾波等系列處理，實(shí)現(xiàn)對中海達(dá)GPS信號的跟蹤、鎖定、解調(diào)、檢出導(dǎo)航有關(guān)信息。根據(jù)需要，可設(shè)計(jì)成1至12個(gè)通道，以能接收多個(gè)衛(wèi)星信號。其它幾個(gè)部件的作用，主要是：根據(jù)收到的衛(wèi)星星歷、偽距觀測數(shù)據(jù)，計(jì)算出三維坐標(biāo)和速度；進(jìn)行人機(jī)對話、輸入各種指令、控制屏幕顯示等。