以下是船舶GPS系统的主要分类方式:
按功能和应用层级划分(最核心的分类)
这是最常用也最重要的分类方式,它直接关系到GPS系统在船舶上的作用和重要性。

导航级GPS
这是最基本、最常见的GPS类型,广泛安装在所有商船、游艇、渔船等船舶上。
- 功能:提供船舶的实时位置(经纬度)、速度、航向和时间信息。
- 精度:标准精度,通常在5-10米左右,受大气层延迟、卫星轨道误差等因素影响。
- 应用:
- 电子海图显示与信息系统 的核心数据源,用于在电子海图上显示本船位置。
- 辅助日常航行、规划航线、记录航迹。
- 满足国际海事组织的A.813(19)号性能标准对航行设备的基本要求。
- 设备:通常作为GPS接收机或GPS传感器,作为ECDIS、雷达或自动驾驶仪的一个输入设备。
差分GPS
DGPS是一种通过地面基准站来修正误差,从而提高精度的技术。
- 工作原理:在已知精确位置的地面基准站上,计算出GPS信号的误差修正量,然后通过无线电信标(如 maritime radio beacon)或卫星播发给附近的船舶,船舶的DGPS接收机接收到这些修正信息后,对原始GPS数据进行修正。
- 精度:亚米级,通常在1-3米,甚至在理想条件下可达亚米级。
- 应用:
- 进出港、狭水道航行:需要更高精度的定位以确保安全。
- 精确锚泊:特别是在拥挤的锚地。
- 航道测量。
- 满足某些特定航行区域的强制要求。
精密定位服务
PPS是美国军方提供的、加密的高精度GPS服务。
- 精度:极高的精度,通常在1米以内,甚至更高。
- 特点:使用加密的P(Y)码信号,抗干扰能力强,不易被欺骗或干扰,普通民用接收机无法接收。
- 应用:主要用于军用舰艇和部分政府高级别的船舶,如海警船、科考船等,在需要最高定位精度和可靠性的任务中使用。
增强型GPS
这类系统通过地基或空基的增强设施,来进一步提高GPS的精度、完整性和可用性。

- 工作原理:除了基准站,还使用地球静止轨道卫星作为信号中继站,播发差分修正信息和完整性信息。
- 主要类型:
- WAAS:由美国开发,主要覆盖北美地区。
- EGNOS:由欧洲开发,覆盖欧洲地区。
- MSAS:由日本开发,覆盖日本及亚太地区。
- GAGAN:由印度开发,覆盖印度地区。
- 精度:通常可以达到1-2米,甚至更高。
- 应用:在现代ECDIS和自动驾驶仪中越来越普及,提供比标准GPS更可靠的定位服务。
按硬件形态和集成度划分
独立式GPS接收机
一个独立的设备,通常有自己的显示屏,可以直接显示位置、速度等信息,常见于小型渔船、游艇或作为备用导航设备。
嵌入式/集成式GPS传感器
这是现代船舶中最常见的形式,GPS接收机本身没有屏幕,而是作为一个传感器模块,集成到其他导航系统中,如:
- ECDIS:GPS是ECDIS最重要的位置输入源。
- 雷达:雷达的ARPA(自动雷达标绘辅助装置)功能需要本船的精确位置来计算目标船的CPA(最近会遇点)和TCPA(到最近会遇点的时间)。
- 自动驾驶仪:需要精确的航向和位置信息来执行航线。
- 综合桥系统:将GPS、雷达、ECDIS、电子罗经等多种导航设备集成到一个统一的平台上,实现信息共享和协同工作。
按信号来源划分
单频GPS
只接收一个频率(L1频段)的GPS信号,这是最基础的类型,成本较低,能满足大部分导航需求,但在电离层活跃时,精度会受到较大影响。
双频GPS
同时接收两个频率(通常是L1和L2频段)的GPS信号。

- 优势:通过两个不同频率的信号,可以精确计算出电离层延迟并进行修正,从而大幅提高定位精度和可靠性,这是实现实时动态测量 的基础。
- 应用:主要用于航道测量、海道测量、海洋工程勘察等需要极高精度的专业领域,一些高端船舶也会配备,用于精密靠泊和动态定位。
按系统来源划分(现代多系统接收机)
现代船舶GPS接收机很少只依赖美国的GPS系统,更多的是多系统兼容接收机。
- GPS:美国全球定位系统。
- GLONASS:俄罗斯全球导航卫星系统。
- Galileo:欧洲全球卫星导航系统。
- BeiDou:中国北斗卫星导航系统。
多系统接收机可以同时接收来自多个系统的卫星信号,这样做的好处是:
- 增加可见卫星数量:在峡谷、高楼林立的港口或恶劣天气下,能更快地完成定位,并保持定位的连续性。
- 提高定位精度和可靠性:更多的卫星意味着更好的几何分布,能计算出更精确的位置。
总结表格
| 分类维度 | 类型 | 主要特点 | 主要应用场景 |
|---|---|---|---|
| 功能层级 | 导航级GPS | 基础定位,精度5-10米 | 所有船舶的日常航行、ECDIS数据源 |
| 差分GPS | 亚米级精度,需地面基站 | 进出港、狭水道、精确锚泊 | |
| 精密定位服务 | 军用,极高精度,抗干扰 | 军舰、政府高级别船舶 | |
| 增强型GPS | 利用地球静止卫星增强,精度1-2米 | 现代ECDIS、自动驾驶仪 | |
| 硬件形态 | 独立式接收机 | 自带屏幕,独立工作 | 小型船舶、备用设备 |
| 集成式传感器 | 无屏幕,嵌入ECDIS等系统 | 现代商船、综合桥系统 | |
| 信号频率 | 单频GPS | 接收L1信号,成本低 | 大部分常规导航 |
| 双频GPS | 接收L1/L2信号,精度高 | 测量、工程勘察、精密靠泊 | |
| 系统来源 | 多系统接收机 | 兼容GPS, GLONASS, Galileo, 北斗 | 现代标准,提高可靠性和精度 |
现代船舶上安装的GPS系统通常是一个多系统兼容、双频(可选)、集成到ECDIS等核心导航系统中的增强型GPS接收机,以满足国际海事组织日益严格的航行安全和效率要求。
