资源描述：
《全球定位系统用户定位的数学模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第2卷第1期中国Vol.2No.1工程机械学报204年1月Jan.24口IINESEJOURNAL()F(X)NSTRU《11(〕NM叭(月INERY0全球定位系统用户定位的数学模型,孙志林石来德,上海(同济大学机械工程学院20092):、、,;摘要以卫星时钟系统时钟用户接收机时钟同步为条件建立起用户接收机位置求法定性分析的基本原理,,又从三者时钟非同步开始建立起用户接收机位置求解的数学模型在线性化的基础上用迭代法进行位置求解的定量分析,使之对全球定位系统用户定位有一个比较清晰的认识.:;;关键词全球定位用户数学模型中图分类号:P228.4
2、MathematiesModelofGlobalPositioningSystemforLoeatingUsersi一n,一51刀VZhliS于Ul刀ideeChin,nn,,(M川i司E叩enng引l毋乳画1UitySha飞腼2创洲〕92China)~’A匕strt:isieleintueedbasieprineipleofu5reeeiveritionealeulationandanalysisthat15acThart耐serPosbasedontheconditionofs”ehronizationofsatellitetiming
3、;systemtiminganduser’5reeeivertimi吧.Arnath-ernaticsmedel15establishedbasedona加vethreetimi馆factorsinins,ehronizationcondition.月劝weana-lyzed环犯itioncaleulationinthaticsmeth司5.FthisartieletheGpSreeeiveruser’5canellyunder-maemromea-rStandtheGPS.Keywords:globalpositioningsystem(
4、GPS);user;thticsmodelrnaema、全球定位系统(GPS)是1969年美国国防部(OSD)国家航空航天局(NASA)在子午仪基础上联合创建的一套主要用于位置服务的全球系统.该系统由,即24颗卫星星座(星座系6个轨道,3部分组成每个,、.4颗星24颗)GPS提供:轨道共地面控制/监视网络和用户接收设备2种位置服务标准定位服务(SPS)和精密定位服务(PPS),SPS指定民用,而PPS指定美国军方使用,接入的GPSPPS加密受控.该系,统的全部完成于1993年底一1995年春因为1993年12月SPS定位/授时才完成符合有关
5、规定的预测精度,1995年春即.S才达到全工作能力1用户定位的基本原理,,本文不是介绍全球定位系统的全部内容而是介绍针对地面上用户接收到全球定位系统卫星的信号如何确定用户位置的内容.,全球定位系统是利用卫星信号到达用户测距的原理来确定用户的位置即测量信号从位置已知的卫,,星发出到达用户所经历的时间段将这个时间段乘以卫星信号所传播的速度以便得到多颗已知卫星到用,,,户的距离用户通过测量从多个位置已知的卫星信号的传播时间得到每颗已知卫星到用户的距离便可确定用户自己的位置..,,,,作:19一男者简介孙志林(63)河南郑州人副教授博士生中国工程机
6、械学报第2卷:具体叙述如下,、、,假定有一颗卫星正在发射测距信号同时假定卫星上的时钟GPS系统时钟接收机时钟处于同步,,,的理想状态这时定时信息嵌人在卫星的测距信号中它使接收机接收到该信号离开卫星的时刻接收机,,接收到信号的时刻便可以计算出卫星信号到用户的传播时间再乘以卫星信号传播的速度便可得到卫星,,到用户的距离测得的结果将卫星定义在球心用户定;位在该球心球面的某个位置上同样测得第二颗卫星,到用户的距离又将用户定位在以第二颗已知卫星为廿,心b球心的第二个球面上这两个球面相交为一个圆(如图,la;特殊情况为一个切点)利用第三颗卫星重复上述图
7、1两个球面相交为一个回和用户,测量过程使用户同时定位在以第三颗卫星为球心的位于回周两点之一上,,.球面上它与上述圆周相交为2个点(如图1b)其中一F馆1Twofaa驾of。泞od代lesfon”anotherc放lesby,,个点为正确位置另一点为正确位置的镜像位置即相cr.昭and理记r15ontheofthe幻即0pointsingone,,对于卫星平面的镜像位置对于地球表面的用户来说OfCirCle显然较低的一点是真实位置[l].2用户定位的数学模型,、上面介绍了利用卫星信号测距和3个球体求解用户三维位置的原理这个原理是在卫星时钟系统
8、时、,,,钟接收机时钟同步的理想条件下求解用户位置的而实际情况三者非同步即有一系列影响距离测量精、,,,度的误差源(如测量噪声传播延时等)然而与时钟非同步造成的误差相比其余误差源
