GPS 是美国运营的卫星导航系统，向全球接收机提供位置和时间信息。单靠标准 GPS 的水平精度通常在数米量级，做机器人路径跟踪还需要叠加差分修正。
GPS 全称 Global Positioning System，是美国国防部运营的卫星导航系统，也是最早投入民用的一套。日常口语里大家把所有卫星定位都叫 GPS，但在技术文档中它特指这一个星座，不包含北斗或 Galileo。
卫星持续广播带时间戳的信号，接收机比对多颗卫星的信号到达时间，解算出自身的经纬度和高程。标准单点定位的水平误差通常在两到五米，高程误差还要更大一些——这个数量级对车辆导航够用，但让一台机器人沿着两米宽的通道走直线就不够了。
在机器人系统中，GPS 常见的角色是提供粗略的全局位置和一个可靠的时间基准。日志打时间戳、多台设备对齐数据、跨设备回放故障场景，这些都依赖它的授时功能，而不是定位功能。
上项目前建议先做一件事：在实际作业区域跑一遍静态测试，记录几小时内的位置散布。数据比任何参数表都直观，也能提前发现某些角落根本收不到足够卫星。
某设备监控项目用 GPS 给分散在露天堆场的传感器节点打统一时间戳，发现靠近高压线塔的两个节点位置持续偏移十几米，最终把这两个点改成了固定坐标录入。
需要明确的是：单靠 GPS 达不到厘米级精度，想要那个量级必须叠加差分或 RTK 修正。高程方向的误差通常是水平方向的一点五到两倍，做爬坡判断时不能直接用。此外接收机冷启动收敛需要时间，频繁断电重启的设备要考虑这段空窗期。
实践应用
某露天堆场的设备监控项目用 GPS 为分散的传感器节点统一打时间戳。运行中发现靠近高压线塔的两个节点位置持续偏移十几米，团队最终把这两个节点改为固定坐标录入，只保留其授时功能。
优势
- 全球覆盖且民用信号免费，无需现场基础设施
- 提供高精度时间基准，便于多设备日志对齐
- 接收模组成熟、体积小、功耗低
- 输出标准 NMEA 数据，与既有系统对接简单
局限性
- 标准单点定位水平误差通常在两到五米
- 高程误差约为水平误差的一点五到两倍
- 冷启动收敛需要时间，频繁断电设备存在空窗期
- 仅有一个星座可用，遮挡环境下可见卫星数偏少
典型应用领域
户外设备的粗略位置追踪分布式传感器节点的时间同步作业车辆的行驶轨迹记录露天资产的电子围栏告警
常见问题
- GPS 是什么？
- 美国运营的卫星导航系统，通过卫星广播信号为接收机提供位置和时间信息。
- GPS 定位精度有多高？
- 标准单点定位的水平误差通常在两到五米，高程误差更大。需要更高精度必须叠加差分或 RTK 修正。
- 机器人项目里 GPS 主要用来做什么？
- 多数情况下用于提供粗略的全局位置和统一的时间基准，而不是精确路径跟踪。上线前建议在实际作业区做几小时静态测试，看位置散布。
- GPS 有哪些局限？
- 精度不足以支撑窄通道内的路径跟踪，高程误差偏大，冷启动有收敛时间，且只有单一星座可用。