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时间:2018-07-15
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1、综述全球卫星导航系统全球四大卫星导航系统:①美国的GPS②欧盟的“伽利略”③俄罗斯的“格洛纳斯”④中国的“北斗”1.美国的GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称;在机械领域GPS则有另外一种含义:产品几何技术规范(GeometricalProductSpecifications)-简称GPS。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统;其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的
2、研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。GPS是目前世界上最先进、最完善的卫星导航系统与定位系统。GPS具有以下特点:全球、全天候工作,有24颗GPS卫星星座,全球覆盖率高达98%。高精度定位,单击定位精度优于10m,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。静态定位观测效率高(快速省时高效率),快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟,然后可随时定位,每站观测只需几秒钟。应用广泛多功能,主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。同时,还应用于各种等级的大
3、地测量、水下地形测量、地壳形变测量、大坝和大型建筑物变形监测,工程机械(轮胎吊,推土机等)控制等。操作越来越简便,随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度;接收机的体积越来越小,重量越来越轻,极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度;使野外工作变得轻松愉快。定位精度高;应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6,100-500KM可达10-7,1000KM可达10-9。在300-1500m工程精密定位中,1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm。观测时间短;随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,目前,20
4、KM以内相对静态定位,仅需15-20分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟,然后可随时定位,每站观测只需几秒钟。测站间无须通视;可提供三维坐标;经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。操作简便;随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度;接收机的体积越来越小,重量越来越轻,极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。使野外工作变得轻松愉快。全天候作业;目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行
5、,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。功能多、应用广;GPS系统不仅可用于测量、导航,还可用于测速、测时。测速的精度可达0。1M/S,测时的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统,GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的交点,Y轴与X轴和Z轴构成右手系。GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。其中,较为常见的方面是利用GPS建立各种类型和等级的控制网,在这些方面
6、,GPS技术已基本上取代了常规的测量方法,成为了主要手段。较之于常规方法,GPS在布设控制网方面具有以下一些特点:测量精度高:GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量手段,GPS基线向量的相对精度一般在10-5~10-9之间,这是普通测量方法很难达到的。选点灵活、不需要造标、费用低:GPS测量不要求测站间相互通视,不需要建造觇标,作业成本低,大大降低了布网费用。全天侯作业:在任何时间、任何气候条件下,均可以进行GPS观测,大大方便了测量作业,有利于按时、高效地完成控制网的布设。观测时间短:采用GPS布设一般等级的控制网时,在每个测站上的观测时间一般在1~2个小时左右,采
7、用快速静态定位的方法,观测时间更短。观测、处理自动化采用GPS布设控制网,观测工程和数据处理过程均是高度自动化的。GPS的应用有:陆地应用;主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等。海洋应用;包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等。航空航天应用;包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。一般说来,GPS系统主要由三个部分组成:空间部分——GPS卫星星座
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