全球卫星定位系统

由於衛星信號穿過電離層時會產生時間延遲，這現象會使遲緩時差乘上光速得到的衛星距離不準。因遲緩時間和電波頻率有密切的關係，敀衛星以發射

1575.42MHz (L1)及1227.6MHz (L2)的雙頻信號來估計電離層的遲延時間，兩者皆以分碼多工技術裡的準隨機雜音碼(Pseudorandom Noise (PRN) Code)方式發射。其中L1頻道含有高德(R. Gold)教授發展出來的1023位元粗集碼(Coarse/Acquisition Code, C/A Code)及精準碼(Precision Code, P Code)，L2頻道只含有精準碼，而精準碼加密後則稱為Y碼。精準碼專供軍事目的使用，而粗集碼則可供商業用途。

透過分碼多工技術裡的自相關(Autocorrelation)技術，GPS接收器可以把每個衛星的原始信號分離出來。不過基於軍事考量，美國的定位系統在提供民間使用時加入S/A(Selective Availability)干擾訊號，使得民用精確度為100公尺。如需更高的精確度可用MIT發展出來的差分定位法(Differential GPS)達到2~10公尺內。雖然美國政府已於2000年5月2日起取消干擾民間使用者之S/A選擇性誤差，但此一干擾訊號仍然有可能因為軍事原因而隨時被加入，不過，這套軍用系統在波斯灣及海地戰爭時皆沒有使用。

根據美國控制中心所作的測試，在開闊無障礙的定點上，美國的定位系統平均誤差在5到6公尺。然而，通常使用者在接收時，現場狀況並不會如此理想周圍的障礙物、天氣狀況、與所用來計算地面位置的導航衛星的位置等，都會影響定位的精確度，有時誤差可以達到數十公尺之多。GPS 的誤差主要來自衛星本身的誤差、訊號傳送時所發生的誤差、接收器的誤差、與綜合誤差等。這些誤差有的無法避克，有的可以由接收器的製造者利用特別的解碼方法減至最低，而有的則可以由使用者在接收端加以控制。以接收者而言，要使干擾減至最低而精度達到最高，可以注意以下幾點。首先，在清晨或黃昏時，由於大氣中的電離層活動特別強，因此會使傳導的干擾最大，應該避克。其次，同時接收到的導航衛星數目越多，則衛星本身的誤差有可能被抵消而提高定位精度。此外，個別的廠商，甚至每台接收器，都會有不同的接收敁果，就像同一個廠牌的收音機在接收廣播訊號時也會有不同的雜訊一樣，使用者可以試試看哪一個接收器可以給予最佳的接收訊號。最後，由於地面位置的決定來自許多導航衛星的訊號，因此衛星在天空的配置，會大大地影響定位的準確度。衛星的配置可以用DOP（Dilution

of Precision）來表示。DOP分為水平方向（HDOP）、垂直方向（VDOP）、與位置（PDOP）等。如果所接收的衛星在天空的配置極佳，則PDOP值有可能達到2以下，此時的精度可以達到平均使用者精度的兩倍，反之，如果只能接收到4顆衛星，而且這些衛星都集中在天空的一角，則PDOP值可能達到10以上。通常在地面定位時，PDOP值在4以下，大概可以得到相當滿意的定位精度，而PDOP值在7以上時，則不會被使用。當然，可接受的精度會因使用者的目的而改變，使用者必須依據個人的需求而自行決定。

3、應用領域

美國GPS的發展先是作為一個國防新技術，後來成為一個商用的GPS工業，在冷戰結束的時期，GPS被廣為開發應用在各種不同的商業用途。應用的方向包括車船飛機導航和跟蹤、小孩跟蹤、GPS手錶、尋寶、建築業/林業/測繪業/漁業應用等。GPS在商業上的成功反過來使軍用GPS設備更加便宜、更加廣泛可得現在，GPS已經成為先進軍事戰略的關鍵組成部分。GPS的應用領域包括：