《GPS技术》PPT课件

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1、第五章GPS技术第一节GPS概述GPS（GlobalPositioningSystem全球卫星定位系统）是利用卫星的测时和测距进行导航，以构成全球卫星定位系统。现在国际上已经公认，将这一全球定位系统简称为GPS。美国从20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与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度。自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影

2、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。第一节GPS概述前苏联早在1982年就开始建立自己的全球卫星定位系统。后来，俄罗斯继续执行这一系统工程计划，到1995年已完成建成。目前这套全球卫星导航系统只由俄罗斯控制使用，未向全世界提供服务。欧洲联盟考虑到全球卫星定位导航系统的应用前景，也打算建立他们自己的全球卫星定位导航系统。目前德俄已联合生产了可以同时接收美国GPS和俄国Glonass信号的卫星定位接收器。当前世界各国对全球卫星定位导航这

3、一高新技术都非常重视，认为其对导航定位和大地勘测技术是一场革命，其民用潜力相当巨大，经济效益相当可观。而我国也建立自己的北斗星系统。在卫星定位系统出现之前，远程导航与定位主要用无线导航系统。第一节GPS概述北斗”卫星导航试验系统（也称“双星定位导航系统”）为我国“九五”列项，其工程代号取名为“北斗一号”，其方案于1983年提出。我国结合国情，科学、合理地提出并制订自主研制实施“北斗”卫星导航系统建设的“三步走”规划：第一步是试验阶段，即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务，为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验

4、、培养人才，研制一些地面应用基础设施设备等；第二步是到2012年，计划发射10多颗卫星，建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统（即“北斗二号”区域系统）；第三步是到2020年，建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。012年10月25日23时33分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”火箭，成功将第16颗北斗导航卫星送入预定轨道。这是我国二代北斗导航工程的最后一颗卫星，这是长征系列运载火箭的第170次发射。至此，我国北斗导航工程区域组网顺利完成。第一节GPS概述（1）无线电导航

5、系统。①罗兰C工作在100kHz，由三个地面导航台组成，导航工作区域2000km，一般精度200－300m。②Omega（奥米茄）工作在十几kHz。由八个地面导航台组成，可覆盖全球。精度几英里。③多普勒系统利用多普勒频移原理，通过测量其频移得到运动物参数（地速和偏流角X）推算出飞行器位置，属自备式航位推算系统。误差随航程增加而累加。缺点是覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高。第一节GPS概述（2）卫星定位系统。最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统。1958年底，美国海军武器实验室委托霍布金斯大学应用物理实

6、验室研究美国军用舰艇导航服务的卫星系统，海军导航卫星系统（NavyNavigationSatelliteSystem，NNSS）。在这一系统中，卫星的轨道通过地极，所以又称为子午仪卫星导航系统（TransitSatelliteNavigationSystem，TSNS）1964年正式投人使用。由于该系统卫星数目较小（5-6颗）运行高度较低（平均1000km）从地面站观测到卫星的时间隔较长（平均1.5h）因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。第一节GPS概述一、GPS的特点（一）、定位精度高应用实践已经证明，G

7、PS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小时以上观测的其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较，其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm。（二）、观测时间短随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM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。（三

8、）、测站间无须通视GPS测量不要求测站之间互相通视，只需测站上空开阔即可，因此可节省大量的造标费用。由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使选点工作甚为灵活，也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。第一节GPS概述（四）、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