gps静态数据处理说明书2

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1、第二章GPS测量基础第二章GPS测量基础§2.1GPS测量使用的数据§2.1.1GPS信号GPS卫星发射两种频率的载波信号即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波。它们的频率分别是基本频率10.23MHz的154倍和120倍。它们的波长分别为19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分别调制着多种信号，这些信号主要有：1．C/A码C/A码又被称为粗捕获码，它被调制在L1载波上，是1MHz的伪随机噪声码(PRN码)，其码长为1023位，周期为1ms。由于每颗卫星

2、的C/A码都不一样，因此我们经常用它们的PRN号来区分它们。C/A码是普通用户用以测定测站到卫星间的距离的一种主要的信号。2．P码（Y码）P码又被称为精码。它被调制在L1和L2载波上，是10.23MHz的伪随机噪声码，在实际应用中，P码采用7天的周期，即截取一段周期为7天的P码，并规定每星期六午夜零点使P码置全“1”状态作为起始点。在实施AS时P码与W码进行模二相加生成保密的Y码，此时一般用户无法利用P码来进行导航定位。3．导航信息（或称D码）导航信息被调制在L1载波上，其信号频率为50Hz，包含有G

3、PS卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一些系统参数。用户一般需要利用此导航信息来计算某一时刻GPS卫星在地球轨道上的位置。导航信息也被称为广播星历。综上所述，GPS卫星所发播的信号，包括调制在L载波上的C/A码、P码（或Y码）和导航信息（或称D码）等多种信号分量。而其中的P码和C/A码，统称为测距码。载波具有L1(1575.42MHz)、L2(1227.60MHz)两个频段，调制方式为900调相。GPS系统还将增加L5频段以及L2频段上的C/A码，这里就不作介绍。目前的GPS信号结构大致如图2-1所示

4、：2-19第二章GPS测量基础图2-1GPS卫星发送的信号上述这些信号能被用户接收机全部接收或部分接收，并将其输出，供GPS后处理软件进一步处理。§2.1.2SPS和PPSGPS系统针对不同用户提供两种不同类型的服务，一种是标准定位服务(SPS–StandardPositioningService)，另一种是精密定位服务(PPS–PrecisionPositioningService)。这两种不同类型的服务分别由两种不同的子系统提供，标准定位服务由标准定位子系统(SPS–StandardPositio

5、ningSystem)提供，精密定位服务则由精密定位子系统(PPS–PrecisionPositioningSystem)提供。因此，SPS主要面向全世界的民用用户，而PPS则主要面向美国及其盟国的军事部门以及民用的特许用户。§2.1.3GPS定位的常用观测值在GPS定位中经常采用下列观测值中的一种或几种进行数据处理，以确定出待定点的坐标或待定点之间的基线向量：1)L1载波相位观测值2)L2载波相位观测值（半波或全波）；3)调制在L1上的C/A码伪距；4)调制在L1上的P码伪距；5)调制在L2上的P码

6、伪距。实际上，在进行GPS2-19第二章GPS测量基础定位时除了大量地使用上面的观测值进行数据处理以外，还经常使用由上面的观测值通过某些组合而形成的一些特殊观测值，如宽巷观测值（Wide-Lane）、窄巷观测值（Narrow-Lane）、消除电离层延迟的观测值（Ion-Free）、消除几何因数的观测值（Geometry-Free）等来进行数据处理。§2.1.4GPS定位的星历数据和历书数据卫星星历是描述有关卫星运行轨道的信息，并且只包括当前卫星的精确位置，可用来定位。利用GPS进行导航和定位，就是根据

7、已知的卫星轨道信息和用户观测资料，通过数据处理来确定接收机的位置及其载体的航行速度。所以，精确的轨道信息是精密导航和定位的基础。卫星星历的提供方式一般有两种：预报星历（广播星历）和后处理星历（精密星历）。目前，一般的GPS接收机都能对广播星历解码，并将其存储在存储器中。而精密星历通常可以从Internet网上下载，在本课题中编写的软件能处理SP3精密星历格式，SP3精密星历可以从IGS(InternationalGPSService)的网址igscb.jpl.nasa.gov上下载。卫星的历书同样描述

8、有关卫星运行轨道的信息，只是其精度较低，并包括全部卫星的信息，可用于卫星预报。接收机需收集完12.5分钟的导航电文才能获得一组完整的历书。同样，用户也可从网上下载历书数据进行卫星预报。§2.2GPS的时间系统§2.2.1时间系统在GPS卫星定位中，时间系统有着重要的意义。作为观测目标的GPS卫星以每秒几公里的速度运动。对观测者而言卫星的位置（方向、距离、高度）和速度都在不断地迅速变化。因此，在卫星测量中，例如在由跟踪站对卫星进行定轨时，每给出卫星位置的同