gps测量原理及应

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1、GPS测量原理及应用第一部分GPS原理概要发展简史系统组成工作原理信号结构误差来源定位类型第一章GPS发展简史“哪儿？”与“怎么去？”现代卫星导航定位系统TRANSIT与CICADA多普勒导航定位系统GPS与GLONASSNAVSTAR-GPS:NAVigationSystemwithTimeAndRanging-GlobalPositioningSystem.（美国）GLONASS:GLObalNAvigationSatelliteSystem.（俄罗斯）第二章GPS的系统及其信号第一节GPS的系统构成空间部分控制部分用户部分（地面部分）一、GPS的空间部分GPS的空间部分是由由GPS卫星

2、所组成的卫星星座所构成。GPS卫星的类型：BlockⅠ（实验卫星）BlockⅡ（正式工作卫星）BlockⅡA（正式工作卫星）BlockⅡR（正式工作卫星）BlockⅡF（正式工作卫星）一、GPS的空间部分（续）GPS卫星的组成：原子钟无线电发射器计算机一、GPS的空间部分（续）BlockⅠ卫星一、GPS的空间部分（续）BlockⅡ卫星一、GPS的空间部分（续）BlockⅡR卫星一、GPS的空间部分（续）GPS星座设计星座：21+321颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星6个轨道面，平均轨道高度20200km，轨道倾角55，周期11h58min（顾及地球自转，地球-卫星的几何关系每天提前4m

3、in重复一次）保证在15高度角以上，能够同时观测到4至8颗卫星当前星座：26颗一、GPS的空间部分（续）GPS卫星星座（=35，=90）一、GPS的空间部分（续）作用发送导航定位信息其他特殊用途（如通讯、检测核暴等）二、GPS的控制部分组成：主控站、注入站和监测站。主控站作用：收集各检测站的数据，编制导航电文，监控卫星状态通过注入站将卫星星历注入卫星，向卫星发送控制指令卫星维护与异常情况的处理二、GPS的控制部分（续）数量：1分布：美国克罗拉多州法尔孔空军基地注入站作用：将导航电文注入GPS卫星数量：3分布：阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平洋）二、GPS的

4、控制部分（续）监测站作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站数量：5分布：夏威夷、主控站及三个注入站二、GPS的控制部分（续）GPS的控制部分二、GPS的控制部分（续）GPS的控制部分三、GPS的用户部分GPS信号接收机采用石英钟GPS信号接收机的类型依用途：大地型（测地型）、导航型与授（守）时型依能否接收测距码（伪距码）：有码与无码依接收伪距码的种类：P码与C/A码依接收不同频率载波的数量：单频与双频第二节GPS的位置基准与时间基准一、位置基准概述坐标系统原点、坐标轴指向、长度基准惯性系与非惯性系地心系与参心系一、位置基准（续）类型习/惯用天体参照系（Convent

5、ionalCelestialReferenceSystem）例：ICRF，IERS(InternationalEarthRotationService)制定，由500颗河外星系的天体所构成习/惯用地面参照系（ConventionalTerrestrialReferenceSystem）例：ITRF，IERS(InternationalEarthRotationService)制定，由全球数百个SLR、VLBI和GPS站所构成一、位置基准（续）GPS应用中所采用的位置基准WGS84（WorldGeodeticSystem1984）广播星历由美国国防部研制确定，其原点在地球质心，Z轴指向BIH1

6、984.0定义的协议地球极（CTP），X轴指向BIH1984.0的零子午面与CTP赤道的交点，Y轴与Z、X轴构成右手系。椭球采用IUGG在第17届大会给出的推荐值：长半轴为6378137，扁率为1/298.257223563。大地水准面模型采用EGM。ITRFyyIGS精密星历Z轴指向CIO，利用SLR、VLBI和GPS等技术维持。提供站坐标及速度场信息一、位置基准（续）GPS应用中所采用的位置基准（续）WGS84与ITRF的关系WGS84地面站坐标精度为1m到2m的精度，ITRF则为厘米级精度引力常数不同一、位置基准（续）GPS应用中所采用的位置基准（续）WGS84与ITRF的关系（续）转

7、换关系二、时间基准（系统）时间的起点和时间的长度时间系统太阳时与恒星时力学时原子时GPS时为原子时1980年1月6日0时与UTC一致GPS时用GPS周+一周内的秒数来表示三、GPS信号的结构1.GPS信号的组成用于导航定位的GPS信号由三部分组成：载波（L1和L2）导航电文测距码（C/A码和P(Y)码）2.载波两种频率的正弦波L1：L2：3.导航电文方波码速：50bps内容：广播星历（导航信息）卫星钟改正历书