GNSS高精度定位技术ppt课件.ppt

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1、GNSS高精度定位技术及其应用1第一部分GNSS简介第二部分GNSS组成第三部分GNSS特点及用途目录卫星大地测量学的产生——利用人造地球卫星为大地测量服务的一门学科。主要内容为在地面上观测人造卫星，通过测定卫星位置的方法，来解决大地测量的任务。卫星三角测量的产生——卫星定位的低级阶段。人造地球卫星仅作为一种空间的观测目标，由地球的测站对它进行摄影观测而测定地面点位。1、早期的卫星定位技术全球卫星三角网：1966年至1972年间，由美国大地测量局用该方法测设。45个测站，5m的点位精度。缺陷：易受卫星可见条件及天气的影响；费时费力；定位精度不甚理想；不能得到点位的地心坐标。发展历

2、史1958年12月，美国为给北极星核潜艇提供全球性导航而研制卫星多普勒定位系统。1959年9月，发射了第一颗试验性卫星。1961年11月，共发射了9颗试验性导航卫星。1963年12月起，陆续发射6颗工作卫星，组成子午卫星星座使得地球表面上任何一个测站上，平均每隔2小时便可观测到其中一颗卫星。1967年7月29日，美国政府宣布解密子午卫星的部分电文供民间使用。2、卫星多普勒定位技术70年代中期，我国开始引进卫星多普勒接收机。系统组成：子午卫星、地面跟踪网和用户接收机。地组成：跟踪站、计算中心、注入站、海军天文台和控制中心。任务：测定各颗卫星的轨道参数，并定时将轨道参数和时间信号注入

3、到相应卫星内，以便卫星按时向地面播发。接收机：用来接收卫星发射的信号，测量多普勒频移，译出卫星的轨道参数，以测定接收机所在位置的设备。子午卫星系统及其局限性系统简介NNSS–NavyNavigationSatelliteSystem（海军导航卫星系统），由于其卫星轨道为极地轨道，故也称为Transit（子午卫星系统）采用利用多普勒效应进行导航定位，也被称为多普勒定位系统美国研制、建立1964年1月建成1967年7月解密供民用子午卫星子午卫星星座子午卫星系统及其局限性系统组成空间部分卫星：发送导航定位信号（信号：4.9996MHz30=149.988MHz；4.9996MHz8

4、0=399.968MHz；星历）卫星星座–由6颗卫星构成，6轨道面，轨道高度1075km地面控制部分包括：跟踪站、计算中心、注入站、控制中心和海军天文台用户部分多普勒接收机大地测量多普勒接收机-1（MX1502）大地测量多普勒接收机-2（CMA751）子午卫星系统及其局限性应用领域海上船舶的定位大地测量精度单点定位：15次合格卫星通过（两次通过之间的时间间隔为0.8h~1.6h），精度约为10m联测定位：各站共同观测17次合格卫星通过，精度约为0.5m多普勒联测定位多普勒单点定位子午卫星系统及其局限性系统缺陷卫星少，观测时间和间隔时间长，无法提供实时导航定位服务导航定位精度低卫星

5、信号频率低，不利于补偿电离层折射效应的影响卫星轨道低，难以进行精密定轨TRANSIT系统卫星：6颗极地轨道轨道高度：1075km信号频率：400MHz、150MHz绝对定位精度：1m相对定位精度：0.1m~0.5m定位原理：多普勒定位存在问题：卫星少，无法实现实时定位；轨道低，难以精密定轨；频率低，难以消除电离层影响。发展历史1973年12月，美国开始研制新一代卫星导航系统──导航卫星定时测距全球定位系统（NavigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositioningSystem），简称GPS系统。（如图所示）1978年2月22日，第一颗

6、GPS试验卫星发射成功；3、GPS全球定位系统GPS定位系统的发展历史1989年2月14日，第一颗GPS工作卫星发射成功，宣告GPS系统进入了生产作业阶段；1994年全部完成24颗工作卫星（含3颗备用卫星）的发射工作。用途：向全球用户连续提供高精度的全天候三维坐标、三维速度以及时间信息。广泛应用于飞机船舶和各种载运工具的导航、高精度的大地测量、精密工程测量、地壳形变监测、地球物理测量、海空救援、水文测量、近海资源勘探、航天发射及卫星回收等技术领域。GPS全球定位系统GPS与NNSS的主要特征的比较项目GPS系统NNSS系统载波频（MHz）1227.60,1575.42150,4

7、00轨道高度20200Km1000Km卫星数目(颗)24颗(3颗备用)5～6卫星运行周期720min107min卫星钟铯钟、铷钟石英钟定位方式测距测定多普勒频移可用性连续,实时15-20minGNSS简介—GPSGPS现代化控制部分现代化目标减少运行费用并增强系统性能：对GPS监测站设备更新；在Vandenberg建立备用主控站；在BlockIIR-M等卫星上增加控制和命令的能力。卫星星座现代化：2015年BlockIIR-M达到完全运行状态，带有L2C码和M码；增加L5频率；美