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

2、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GPS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，G

3、PS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：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(S

4、PS–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–StandardPositioningSystem)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，

5、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

6、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

7、上下载。卫星的历书同样描述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