1 美国对GPS政策的调整

　　(1) SA政策的提前终止执行
　　美国早已宣布：将在2006年左右终止执行SA政策，并向用户继续免费提供标准定位服务(SPS)。美国军方最近认为，随着美国利用GPS精码定位(PPS)精度和抗干扰能力的提高，这一终止时间可能会提前。这意味着届时用户实时单点定位的精度将从现在的100m提高到30m左右。这一改变对于水面的导航用户是足够用了。
　　(2) 第二民用频率的启用
　　美国政府在取消SA的同时，拟进一步改善民用定位精度，打算在GPS系统中增加第二民用频率，以削弱利用C/A码伪距定位时电离层误差的影响。1998年3月，美国政府副总统戈尔正式宣告，将在下一代GPS卫星BLOCK IIF的L2频率上加载C/A码的伪距信号。估计到2007年，将有1/2～2/3的GPS卫星带有L2频率上加载C/A码的伪距信号。这样普通民用GPS接收机在伪距定位时，不仅能够大大削弱电离层影响，其伪距的等效距离精度也将得到很大提高。这一措施不仅对实时定位和导航精度有较大的改善，而且对今后的单频RTK定位、单频GPS快速静态定位的精度提高和初始化时间的缩短都将有重要的作用。
　　(3) 添加第三民用频率
　　关于美国政府发展添加GPS第三民用频率的计划，在1998年3月戈尔副总统的公告中提出：今后在L2频率上加载C/A码后，L1、L2频率上的民用和军用信号的调制已经达到饱和的状态。但为了一些新的特殊要求，例如为满足广域(差分)增强GPS定位，相应的一些差分信号也可以直接加载到GPS卫星射频上去。因此，在GPS卫星上加载第三民用频率的建议正在认真地被加以考虑和研究。
　　(4) 美国国家航空导航体系更新
　　美国政府从现在起将分阶段停止军用和民用的地基航空导航系统，所有地基航空导航系统规划到2005年将有1/3左右停止使用，到2008年将有2/3左右停止使用，到2010年将全部停止使用。而WAAS可能在2000年左右开始启用。
　　(5) 对我国的影响
　　美国政府的另一个政策要点是在SA中止后，鼓励世界其他国家和组织使用改进后的GPS系统、WAAS系统，日本的MSAS，欧洲的EGNOS。无疑，美国政府的这些政策对于包括我国在内的各国政府建立自己的区域性导航增强系统都有重要影响，是值得我们深入考虑的。

2 欧洲对GPS的策略观点

　　欧洲对GPS卫星定位和导航的策略观点是：尽可能用星基或空基导航取代陆基导航，以达到最大的成本效益比；不能依靠由他国军方控制的卫星系统来实现本国的导航；实际的解决办法唯有建立一个在国际控制下的民间卫星导航系统(GNSS)。实现这一目标的步骤应从实际出发，即建成GNSS系统不要求一步到位，因而制订了GNSS-1和GNSS-2分阶段目标。首先发展一个民间GNSS-1，其主要内容是对现有系统(如GPS或GLONASS)进行增强，这是一种过渡或是理解为迈向最终目标(GNSS-2)的第一阶段。这样GNSS就可以从区域性渐进地扩展成全球系统。这在策略上、组织和筹资上均较有利。
　　作为GNSS-1的一个例子就是上面提到的欧洲静止卫星导航服务(EGNOS)。EGNOS是对现有的GPS和GLONASS的星基增强。即利用静止卫星，主要面向欧洲范围内的航空、海上和陆地导航提供服务。EGNOS已于1995年启动，它具有三种功能的服务：测距服务、完善性广播和差分修正服务。EGNOS计划在1999年实现初始运行能力，2002年实现全运行能力。

3 IGS“国际地球动力学服务”的产品

　　(1) GPS星历；
　　(2) EOP参数；
　　(3) IGS站的站坐标及运动速率；
　　(4) GPS卫星钟差和上述GPS站的站钟差。
　　这些产品都可以在Internet上无偿查询，其产品更新和相应精度见表一。它近年来的重大成就之一是可以提供GPS卫星的预报星历，这是一个了不起的成就，也是对实时或半实时GPS定位的巨大贡献，打破了SA和AS对民用实时GPS定位和导航的制约。
　　IGS现提供三种卫星星历：(1)预报星历(IGP)-IGS提供24小时的预报星历；(2)快速星历(IGR)-IGS提供48小时后的星历；(3)精密星历(IGS)-IGS提供二周后的星历。由于收集GPS追踪站资料的时间长短不同，和轨道数据处理的程序方法不一样，因此IGS所提供的上述三种星历的精度分别为50cm，10cm，5cm不等。
　　在将不同星历应用于GPS定位时，根据试验，当施测对象为短基线，例如在20km以内，则选用上述三种星历中任一种都相差不大，在坐标分量上的误差一般会小于1cm。因此这时选用哪 一种星历可以只取决于数据处理的紧迫性而定。若施测对象是中长基线，例如800km，则就用上述三种星历所得结果的精度很不一样，IGR和IGS处理结果的差别约在cm量级，IGP和IGS处理结果的差别约在10-50cm，甚至出现系统误差，因此选用IGP处理定位成果时要慎重。

4 GPS卫星系统的更新

　　(1)目前在天空中运行的GPS卫星都是II型卫星中的第一代，即II和IIA型卫星。从1997年开始，发射了II型的第二代卫星中的第一颗IIR型卫星。今后IIR型卫星将逐渐取代现有的正在轨道的II和IIA型卫星。IIR型卫星较II和IIA型卫星的优点是：它备有新的铷原子钟，其频率稳定性能要高一个量级，用户所能收到的L1、L2信号的功率增益要大。值得一提的是它能够通过星上UHF天线发送和接收其他GPS卫星的导航数据，以形成GPS卫星间互相定位的能力。这将减少卫星数据传输的时延。
　　(2) 目前美国正在开发II型GPS卫星的第三代，即IIF型卫星。IIF型卫星总共计划建造33颗，第一颗IIF卫星将于2001年交货并于2002年3月发射。IIF型卫星最主要的性能改善是增加了卫星的有效负载，增大了太阳能电池板，因而能够支持引进更多的功能和完成更多的任务。例如上面提到过的加载第二民用C/A码信号，和增设第三民用频率等。
　　(3) GPS系统的“精度改进倡议”
　　近几年，美国政府对GPS监控系统作了一系列的改进，其名称为“精度改进倡议”计划(AII)。比如增加跟踪站个数，改善WGS-84的常数以力求与ITRF保持一致，改善了卫星广播星历的精度及卫星运行中心系统的人机交换环境，提高监控接收信息系统的处理能力等等。

5 GPS接收机的改进

　　(1) GPS接收机应用模块(GRAM)的新概念
　　GRAM不是一种硬件模块，而是满足确定任务和用途的GPS接收机必须遵循的一种标准，即未来的GPS接收机必须按照这个统一的标准做成能适应多种用途的基础集成片。GRAM提倡制成一种通用的GPS标准件，而不是制成随工厂不同而用途不同的专用器件。这一标准把GPS接收机的生产从“行业替代单元”的整机时代，带入到“用户替代单元”的插件时代。把接收机设计从非标准的专用技术型设计阶段带入到非专用技术型的标准化设计阶段。这是一次GPS接收机生产方式的飞跃。美国政府和GPS工业界主要厂家一起，从1995年开始研究制造GRAM，作为新一代GPS接收机研制开发的规范。这些标准的执行和其中包含的信息将使任何人都能设计和制造GPS接收机应用模块，任何人都能组装、集成和试验新的GPS接收机。美国政府保证，除了军用接收机中抗SA和AS模块(SAASM)外，其余GPS接收机技术将是完全公开化；除上述SAASM模块外，军用和民用的航空类接收机都是通用的。
　　(2) 接收机抗干扰技术
　　接收机抗干扰技术是目前接收机研究中的主要技术。GPS接收机往往要在恶劣的工程环境中，如高压线下、大型电动设备运转环境和高电磁干扰环境中正常工作。这都要求GPS接收机必须具有良好的抗干扰的能力。GRAM规定了抗干扰滤波模块的基本功能，相应的硬软件技术标准等。

6 GPS的世纪转换和GPS周结束的难题

　　GPS即将遇到两个转换的难题。一是2000年世纪转换问题；二是GPS周转换问题。这两个问题处理得不好，将在GPS定位、导航和计时方面引起严重的混乱。
　　(1) GPS 2000年世纪转换问题
　　GPS系统、接收机和所有GPS软件都存在一个2000年世纪转换问题。由于GPS时间的纪年只用了两位十进制数。从1999年转换到2000年时，系统本身理解为1900年。因为GPS的时间错了，这将由卫星的位置错误导致GPS定位和定时的错误。
　　(2) GPS周转换问题
　　GPS采用周为纪元，根据设计GPS的周是以1024为模数进行转换的，即GPS的系统、接收机、软件最多只能认1024周，满了1024周后，又从0周更新开始计算。因此到1999年8月21日午夜，GPS周满1024周后，到8月22日凌晨又从00周开始计数。这又将引起时间的混淆，其问题的严重性与世纪转换问题是一样的。

7 地基GPS追踪站网的应用

　　地基GPS永久性追踪站网所传送的信息在经典意义上的应用一般可归结为以下9个方面：
　　(1) 在海、陆、空进行实时(含后处理)的静态和动态定位和导航(含各类差分技术)；
　　(2) 测定地壳形变，包括板块，板块边缘、板内地块的形变和运动，反演应力场；
　　(3) 用于守时和定时；
　　(4) 地球自转参数测定，即对极移及其速率和周日长的测定；
　　(5) 维持ITRF；
　　(6) 结合对验潮站的定位和位移速度测定，进行绝对海平面变化的监测；
　　(7) 以较好平面分辨率测定大气中可降水分，有助于全球气候变化研究和中短期天气预报的改善；
　　(8) 测定电离层离子浓度，有助于无线电通讯管理和无线电测量；
　　(9) 对地震、火山、山地滑坡等灾害的前、中、后期的监测和可能的预报作贡献。

8 空基或星基GPS的应用

　　当前GPS应用方面的发展主要是有愈来愈多的星基GPS进入实用阶段，例如有美法的T/P卫星，美德的Microlab卫星，丹麦的Orsted卫星，南非的Sunsat卫星，德国的CHAMP卫星，阿根廷的SAC-C卫星，法美的Jason-1卫星，美德的GRACE卫星和台湾的COSMIC卫星等，从而大幅度扩大了GPS的应用范围，出现了各种新的应用领域。
　　星基GPS提供了定轨和定姿，对流层顶层高度，平流层风场，离子浓度和大气湿度的垂直分布等方面的信息。它的应用可以大致归结为以下五个方面：
　　(1) 星基GPS可以有助于卫星精确定轨，这对遥感卫星和测高卫星有重大意义；
　　(2) 星基GPS用(无线电波)月掩星法，对电离层离子浓度和大气可降水份提供连续的水平截面的信息，结合地基GPS的有关信息，可生成三维层析成系资料，由此可以作出其相应的静态和动态模型；
　　(3) 星基GPS提供和改善有关卫星所获取的地球重力场的信息；
　　(4) GPS对大气科学又提供了两种新的信息，即无线电波在大气中的连续的折射角(bending angle)和折射率，现在美国的气象和天气模型中已加进了这两个参数。它们和湿度、温度有紧密联系，经试验，加进这两个参数和天气模型显著改善了中短期天气预报。
　　(5) 研究表明GPS信号在洋面上的反射信号可以相当于测定海面地形和洋流状态的海洋测高仪，因此在即将发射的德国CHAMP卫星和SAC-C卫星上决定设置仪器获取这一信号。

9 大力发展我国GPS综合服务系统

　　在“九五”期间应结合科学工程完善国家空间大地网。其中包括新建和完善VLBI站和SLR站，特别是扩大全国的永久性GPS跟踪网和相应的通讯网络和数据处理设施，并由此发展成为我国GPS的综合性服务体系。GPS综合服务系统的任务基本有四个方面：
　　(1) 建立、维护、协调永久性GPS跟踪站网数据采集、通讯和处理；
　　(2) 提供与GPS自身有关的信息，如星历、钟差、站坐标以及它们的变化等信息服务；
　　(3) 提供与精确定位和导航有关的标准(RTCM和RTCA)差分信号，可以是局域伪距或相位差分，也可以是广域差分信息；
　　(4) 提供与其他科学有关的信息，如地壳形变，电离层离子浓度和改正参数，大气水汽含量及其改正参数。
　　这种集GPS数据采集，数据通讯，数据处理和提供GPS各类信息服务于一体的网络体系，是一种集成式的系统工程，它应是向国家和社会作全方位开放性的服务。它的生命力在两个方面：一是GPS和GIS、RS的集成，GPS信息服务若仅限于大地测量的应用，它的作用是有限的；二是GPS信息服务若只限于提供定位和导航信息，则其潜在能量没有发挥出来。因此GPS若和GIS结合起来，和RS结合起来，并为相关其他领域和学科所需的信息提供服务，则它必将对我国的资源和环境的保护和管理，对资源和合理利用，对减灾防灾，对经济建设、国防建设和社会的持续发展作出更大贡献!