2011年6月，美國(guó)空軍成功擴(kuò)展GPS衛(wèi)星星座，調(diào)整了6顆衛(wèi)星的位置，并加入多3顆衛(wèi)星 。這使工作衛(wèi)星的數(shù)目增加至27顆，擴(kuò)大了GPS系統(tǒng)的覆蓋范圍，并提高了準(zhǔn)確度 。
截止2020年9月，工作衛(wèi)星的數(shù)量為30顆，不包括退役及備用衛(wèi)星 。
美國(guó)軍方除了增加衛(wèi)星數(shù)量之外，還要讓衛(wèi)星本身的設(shè)計(jì)和功能也更新?lián)Q代，并對(duì)系統(tǒng)軟件功能進(jìn)行升級(jí) 。由于衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命僅為7.5年到15年，衛(wèi)星的更換工作會(huì)持續(xù)進(jìn)行，這叫做衛(wèi)星的現(xiàn)代化 。
由上圖可以看出，最早的衛(wèi)星BLOCK IIA已經(jīng)全部退服，從2018年起目前正在替換最新一代衛(wèi)星GPS III/IIIF，民用信號(hào)不斷更新?lián)Q代，功能也不斷增強(qiáng)，設(shè)計(jì)壽命也不斷延長(zhǎng) 。所以不要以為幾十年前的系統(tǒng)就一定老舊，只要架構(gòu)搭建良好，擁有持續(xù)的升級(jí)能力，就可以做到歷久彌新 。
要跟蹤GPS衛(wèi)星的運(yùn)行，監(jiān)控它們的傳輸狀態(tài)，分析工作性能，并發(fā)送相關(guān)的指令，必須要通過(guò)地面控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行 。
2.2 地面控制系統(tǒng)：
地面控制系統(tǒng)包括：監(jiān)測(cè)站，主控站，地面天線站這三類 。
監(jiān)測(cè)站：跟蹤該區(qū)域經(jīng)過(guò)的GPS衛(wèi)星，收集衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，測(cè)距碼，載波等測(cè)量信息，以及大氣層相關(guān)的數(shù)據(jù) 。這些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，最終會(huì)發(fā)送給主控站，并進(jìn)行相關(guān)的分析和處理 。
監(jiān)測(cè)站共有16個(gè)，分布在全球各地 。
一個(gè)1984-2007年間使用的GPS地面監(jiān)測(cè)站，現(xiàn)收藏于美國(guó)空軍太空與導(dǎo)彈博物館
主控站：主控站通過(guò)全球各個(gè)監(jiān)控站提供的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算各個(gè)衛(wèi)星的精確位置，監(jiān)控衛(wèi)星的完整性和準(zhǔn)確性，執(zhí)行衛(wèi)星維護(hù)和異常解決，包括重新定位衛(wèi)星以保持最佳星座等操作，并生成導(dǎo)航數(shù)據(jù)以便向衛(wèi)星注入，還可提供各種指令來(lái)控制GPS星座 。
主控站相當(dāng)于整個(gè)GPS系統(tǒng)的神經(jīng)中樞一樣，非常重要，因此存在兩個(gè)主控站作為相互備份 。
地面天線站：顧名思義，這種地面站有著大大的天線，也稱為注入站，它們可以直接和天上的衛(wèi)星通信，向衛(wèi)星發(fā)送命令，導(dǎo)航數(shù)據(jù)上傳和處理器程序加載 。
地面天線站共有11個(gè)，由4個(gè)專用GPS地面天線和7個(gè)空軍衛(wèi)星控制網(wǎng)絡(luò)（AFSCN，Air Force Satellite Control Network）遠(yuǎn)程跟蹤站組成 。
遍布全球的GPS地面控制系統(tǒng)
2.3 GPS用戶設(shè)備：
GPS用戶設(shè)備，也叫GPS接收機(jī)，顧名思義，就是接收GPS信號(hào)供各行各業(yè)使用的設(shè)備 。由于使用場(chǎng)景的不同，GPS接收機(jī)的類型是非常多的，大體可以分為導(dǎo)航型，測(cè)量型，以及授時(shí)型這三類 。
用于無(wú)線通信基站之間同步的，當(dāng)然就是授時(shí)型GPS了 。其在架構(gòu)上分為GPS天線和GPS接收機(jī)兩部分 。GPS接收機(jī)一般內(nèi)置于基站的BBU里面，用于GPS信號(hào)處理，并出一個(gè)接口用于連接GPS天線 。GPS天線則必須安裝在不受遮擋的室外以方便接收信號(hào) 。
GPS定位的原理
試想在西游的路上，唐僧身無(wú)一物，又很不巧地走到一個(gè)前不著村后不著店的地方迷了路，野外陰風(fēng)陣陣，狼嚎四起，這可咋辦？
還能咋辦？趕緊找人問(wèn)路啊！
終于遇到了一位放羊的老大爺，他便迫不及待追上去地問(wèn)：我這是在哪里??？大爺也是個(gè)有意思的人，對(duì)數(shù)學(xué)有迷之興趣，淡然說(shuō)到：這里離餓狼屯有10公里 。
這句話所含的信息并不能確定唐僧的位置 。因?yàn)橐责I狼屯為圓心，以10公里為半徑畫一個(gè)圓，他所在的位置就在這個(gè)長(zhǎng)度為314公里的圓周上 。
然而唐僧肯定是不甘心的，等待許久終于又看到一個(gè)扛著鐵鍬要去耕田的大叔，便又過(guò)去問(wèn)路 。這位大叔也同樣有趣，說(shuō)到：你現(xiàn)在離臥龍崗有15公里 。
這家伙，到底說(shuō)不說(shuō)人話？好在信息越多，就離正確答案越接近 。唐僧所在的位置，必然在圓心為餓狼屯，半徑為10公里的圓，以及臥龍崗為圓心，半徑15公里的圓這兩個(gè)圓的交點(diǎn) 。然而交點(diǎn)有兩個(gè)，還是不能確定具體位置 。
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