以GPS(Global Positioning System)为代表的卫星导航应用产业已成为八大无线产业之一。虽然GPS在国内迅速发展,已成为一个GPS应用大国,但不是一个GPS应用强国,其主要原因是GPS核心技术和配套服务都要落后于发达国家。基于对GPS相关原理的深入了解和GPS教学过程中遇到的诸多问题,设计并开发了GPS原理实验系统。系统由基站和移动站的组成,能够展示定位原理、差分原理和GSM、GPRS与GPS的融合应用。硬件设计采用技术集成的思想,对各个硬件进行了选型,设计了外围电路。软件在VC++6.0平台上开发,具有良好的人机界面。软件包括移动站程序、基站程序和实验程序三部分。移动站程序包括坐标系实验模块、GPS定位模块。其中坐标系实验模块用于展示坐标系之间的区别、联系以及转换过程;GPS定位模块用于展示GPS单点定位原理,与基站共同展示GPS差分定位原理,在通信实验中作监控端,接收客户端传送的GGA定位数据。基站程序用于展示伪距偏差形成的过程,通过数据电台向移动站实时传送RTCM差分语句,在通信实验中作客户端,实时向监控端传送GGA定位数据。GPS实验程序采用动态链接技术,为实验者提供计算所需的伪距、卫星速度等相关参数,并提供编程接口。系统对GPS OEM模块的单点定位和差分定位的定位精度进行了比较检验,通过对采集到的定位数据分析表明,GPS OEM模块差分后精度明显提高。利用GPS OEM模块提供的卫星原始星历数据,通过编程计算定位的方法得到位置数据,对比分析表明基站和移动站的输出数据正确,能够正常工作。通信实验用于展示监控端和客户端之间的GSM、GPRS通信过程,数据分析结果表明,使用GSM通信方法,其发送和接收之间具有一定的时间延迟。GPRS通信方法在响应时间和传输速度上都要快于GSM。在实验中,系统硬件运转良好,软件性能比较稳定,基本满足了GPS教学的需求。