GPS实时动态定位技术的发展与应用

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1、GPS实时动态定位技术的发展与应用四川省地震局,廖华2007年10月⒈GPS概述什么是全球定位系统（GPS）全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航、定位与授时能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。GPS

2、系统的组成GPS由三个独立的部分组成：●空间部分●地面支撑系统●用户设备部分32颗卫星6个成55°角的循环轨道面每个轨道面有5~6颗卫星高空轨道高度为2万公里一个近似回归的轨道面周期为12小时精确的轨道面适应能力强覆盖范围广空间部分的说明地面支撑系统说明地面支撑系统1个主控站5个监控站3个注入站主控站即卫星操控中心，位于科罗拉多斯普林斯的佛肯空军基地，任务是收集各监控站送来的数据，计算卫星轨道和钟差参数并发送到各注入站监控站共5个，除了主控站外，分别位于美国的夏威夷、北太平洋的卡瓦加兰岛、印度洋的迭哥加西亚岛、大西洋的阿松森岛。主作用要是监测和跟踪卫星。注入

3、站共3个，与三大洋的监控站并置。主要作用是将主控站送来的卫星星历和钟差信息每天一次注入卫星的存储器中。用户设备部分说明主要是接收机。作用是接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。GPS现代化计划保护采用一系列措施保护GPS系统不受敌方和黑客的干扰，增加GPS军用信号的抗干扰能力，其中包括增加GPS的军用无线电信号的强度。阻止阻止敌方利用GPS的军用信号。设计新的GPS卫星型号（ⅡF），设计新的GPS信号结构，增加频道，将民用频道L1、L2、L5(1.17645GHz)和军

4、用频道L3、L4分开。改善改善GPS定位和导航的精度，在GPSⅡF卫星中增加两个新的民用频道，即在L2中增加CA码（2005年），另增L5民用频道（2007年）。有多少全球卫星导航定位系统？目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有两大系统：一是美国的GPS系统，二是俄罗斯的GLONASS系统。近年来，欧洲也提出了有自己特色的GALILEO全球卫星定位计划。未来在太空中的全球卫星定位系统将形成美、俄、欧操纵的GPS、GLONASS、GALILEO三大系统，该三大系统被统称为GNSS系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)。

5、GLONASS定位系统GLONASS是GLObalNAvigationSatelliteSystem(全球导航卫星系统)的字头缩写，是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。卫星分布轨道面数:3每轨道卫星个数:8卫星总数24颗轨道倾斜角:64.8°轨道高度:19100km运行周期:11小时15分伽利略（GALILEO）定位系统独立于美国,由欧共体共建,计划投资32~36亿欧元,2008建成；卫星分布轨道面数:3每轨道卫星个数:10卫星总数30颗轨道倾斜角:56

6、度轨道高度:23616km运行周期:14小时4分⒉GPS是如何定位的？GPS是如何定位的?GPS不间断的发布自身的时间信息和位置等信息,GPS接收机通过对码的量测或和对载波相位的测量就可得到卫星到接收机的距离，得到至少4颗卫星的观测距离,就可交会出GPS接收机的位置GPS信号GPS卫星基本观测值码观测（距离,C/A:3m,P码:0.3m）相位观测（距离/有模糊值,L1,L2载波，1~2mm）⒊GPS的定位方式按定位方式，GPS定位分为：单点定位相对定位(差分定位)单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，分为常规单点定位和精密单点定位。常规

7、单点定位采用一台GPS接收机，接收GPS卫星信号(C/A码)，独立计算出当前所处位置。优点：距离—无限制通讯—无需通讯操作—简单方便缺点精度：10米，精度低精密单点定位PrecisePointPositioning，简称为PPP。原理利用这种预报的GPS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2-4dm级的精度进行实时动态定位或以2-4cm级的精度进行较快速的静态定位精密单点定位

8、技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是