题主问的肯定是 GPS 卫星信号功率有多大？这其实可以从 GPS 管理机构公布的一些信息中反推算出来。GPS 信号从发射机出来经过天线后，再发射向地球，我们指的卫星信号功率实际上是指发射机的功率，如下面 GPS 第一个设计图纸中的 L1 Transmitter，以及第二个设计图纸中的粉红色部分。

我们知道，如果我们手机等设备要接收并使用 GPS 卫星信号，那么信号的大小必须是在一定值以上的。根据 GPS 公开的其信号的特性介绍，二代卫星 IIA/IIR/IIR-M/IIF 发射的民用信号 C/A 到达地球时能够保证最小值在 -158.5dBW，也就是 10 的 -15.85 次方瓦，哇，好低，低到什么程度呢？比我们自然界中存在的背景热噪声功率还要低，完全淹没在噪声之下。这是因为卫星信号从 20000 多千米高空发射向地球，途中要损失很多能量。

我们以 GPS 卫星的平均距离 20180km 为例，看下卫星信号经过这么长距离后到底衰减掉了多少。电磁波在空间的衰减公式可以用这表示:32.4+20*log(f*d)，f 指的是信号的频率，d 是指距离，那么对于 GPS 民用 C/A 信号，经过 20180km 后，衰减掉了将近 182.5dB，也就是大概到达地球的能量只剩下原来的 0.00000……0001(1 在小数点后第 18 位)。实际上，20180km 只是卫星到正下方的地球的距离，如果到地球边缘，这个距离将是 25800km，此时衰减将达到 184.5dB。那么要满足地球上最小功率 -158.5dBW，GPS 卫星发射的信号功率至少应该在 -158.5dBW+184.5dB=26dBW 以上，换算成十进制就是 400 瓦。What?怎么这么大，这要从卫星天线的"放大"作用开始说起。

GPS 卫星如果要把信号发射出去，需要借助天线的力量，如果没有天线，发射的能量将会是以一个球体的形状向外均匀膨胀的。但是，GPS 卫星的用户主要在地球，能否把能量全都发向地球呢？下图中表示的是，如果没有天线，或者是用一个对各个方向都均匀的天线，信号的能量将以图中红线向外均匀分散。而 GPS 卫星天线将能够把更多的能量聚焦向地球，使信号能量使用最大化。也就是说，天线本身不产生能量，它只是能量的搬运工。

那么 GPS 卫星天线到底能够把信号功率“放大”多少倍呢？由于 GPS 卫星位于 20180km 高空，那么其对地球的张角就在 28 度左右，也就是说，原先以一个 360 度立体角发散的能量，现在仅仅发散到 28 度的立体角。只需要计算 28 度的立体角对应的球面面积是整个球形面积的占比，就可以得到信号功率的“放大”倍数。根据几何原理，这个倍数在 67 倍左右。也就是说经过 GPS 天线“放大”后，卫星信号功率变成了原先的 67 倍，也就是增加了 18.3dB。刚我们计算出卫星发射的信号功率至少要 26dBW，那么除掉天线的“放大”作用，实际上发射机发射的功率只有 26-18.3=7.7dBW=6 瓦左右。

我们上面的推倒过程是偏理想化的，实际上天线不可能把所有能量都集中发向地球。常规的天线，其"放大"作用图如下所示，不是只有一个方向，还有其他次要方向也得到了“放大”，实际的"放大"作用到不了 67 倍，只有其 50%，即 33 倍，15.2dB 左右。

而为了保证用户使用，除了空间衰减 184.5dB 外，还会另外增加一些余量，我们假设是 3dB。这样一来，我们得到 GPS 卫星信号的发射功率应该在 -158.5+184.5-15.2+3=13.8dBW=24W 左右。那么实际上 GPS 设计的是多少呢？

首先，GPS 卫星为了让地球上各个地方接收到的功率都一样，它的天线对地球不同地点的“放大”倍数是不一样的，如下图是 GPS 天线的设计"放大"倍数，地球边缘的“放大”倍数比中间多了 2dB 左右。

由于 GPS 卫星对地球张角在 28 度，所以只需要尽量把天线"放大"范围放在 28 度以内即可。

实际 GPS 信号功率经过天线"放大"后的测量值如下图绿线表示，扣掉天线"放大"的倍数，从卫星发射机那出来的功率在 14.4dBW，即 27W 左右。如果对这个值无感，那就想想我们手机打电话是最大发射功率在 1~2W 左右。