GPS原理与应用复习资料测绘

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1、Chapter1绪论一、基本概念1卫星定位:通过卫星的瞬时位置利用空间距离后方交会的方法确定点位置。2卫星定位基本观测量：距离差、距离（1）距离差定位方式：双曲面定位系统（NNSS、TSICADA）（2）距离定位方式：球面定位系统（GPS、GLONASS、Galileo、BDSS）（3）GPS发展趋势GIS/GPS/RS组成的3S集成系统GPS/INS组合导航系统GNSS/全球导航卫星系统二、全球定位系统（GPS）1功能特点：三大功能：导航、定位、授时2应用范围：测量学、导航学及其相关学科领域3GPS

2、组成：（1）GPS卫星网及主要功能21+3颗卫星（2）地面监控系统及主要功能主控站：1个、注入站：3个、监控站：5个（3）GPS信号接收机及定位方式Chapter2卫星大地测量基础一、坐标系统1天球坐标系：（1）章动、岁差（2）三种天球坐标系：瞬时真天球坐标系、瞬时平天球坐标系、协议天球坐标系2地球坐标系：（1）极移（2）两种地球坐标系：瞬时地球坐标系、协议地球坐标系3协议地球坐标系：（1）CTS-84坐标系（2）WGS-84坐标系极移运动轨迹二、卫星大地测量中的时间系统1世界时（UT）2原子时（AT

3、）3协调世界时（UTC）4力学时（TD）5GPS时间（GPST）三、卫星运动卫星运动状态：受地球、太阳、月球对卫星的引力，太阳光压、地球潮汐力等影响。卫星受到的作用力：1地球质心引力（中心力）------无摄运动、无摄轨道2摄动力（非中心力）------有摄运动、有摄轨道Chapter3GPS定位系统信号和接收机的基本工作原理GPS卫星信号采用组合码调制技术（伪随机码扩频技术）组合码调制技术：将卫星导航电文（基带信号）经伪随机码扩频技术成为组合码，再对L频段的载波进行BPSK调制（正交调制）。作用：

4、提高系统导航定位精度，使系统具有很高的抗电子干扰能力和极强的保密能力。分为二级调制:第一级是导航电文调制到测距随机码，第二级是测距码调制到载波。组合码调制技术1C/A码：粗码P码：精码GPS卫星信号构成一、伪随机码（PRNC）GPS卫星信号测距码数据码(导航电文，D码）载波P码（Y码）C/A码L1载波L2载波伪随机码L波段1导航电文：组成、格式2导航电文内容（1）遥测码（TLM）；（2）转换码（HOW）；（3）第一数据块（DATA1）；（4）第二数据块（DATA2）；（5）第三数据块（DATA3）二、

5、导航电文（D码）25帧/12.5min5123410字/子帧，300bit/6s（子帧）5子帧/帧，1500bit/30s（帧）30bit/字，30bit/0.6s（字）0.02s/bit（比特）三、GPS接收机1GPS接收机分类：（1）按通道工作原理分（2）按用途分（3）按载波频率分（4）按通道数分2基本结构（1）天线（2）主机（3）电源Chapter4GPS定位的基本观测量及误差分析一、GPS定位基本原理：ρ=c.Δt二、GPS定位观测量1码伪距：C/A、P码2载波相位：L1、L23多普勒频移：

6、D1、D2码相位观测值载波相位观测值C/A码：码元宽293m，精度2.9mP码：码元宽29.3m，精度0.29mL1载波：波长19cm，精度0.19cmL2载波：波长24cm，精度0.24cm原始观测量三、GPS测量误差来源1与卫星有关的误差：（1）卫星钟差（2）卫星星历误差（3）地球自转影响（4）相对论效应影响2信号传播误差：（1）电离层折射影响（2）对流层折射影响（3）多路径效应3观测误差和接收设备误差：（1）观测误差（2）接收机钟差（3）天线相位中心偏差Chapter5GPS定位的基本原理和方法

7、静态定位、动态定位绝对定位、相对定位测距码定位、载波相位定位一、测距码伪距单点定位1原理：由卫星发射的测距码到观测站的传播时间（时间延迟）乘以光速所得到的量测距离。ρ=c.Δt2瞬时绝对定位精度3精度因子DOP：PDOP、VDOP、HDOP、TDOP、GDOP二、载波相位测量1瞬时载波相位差2初始历元整周模糊度3瞬时载波相位定位三、GPS相对定位1GPS静态相对定位2GPS准动态相对定位3GPS动态相对定位四、差分观测值1一次差分观测值SD：（1）星际一次差分观测值（2）历元间一次差分观测值（3）站际

8、一次差分观测值2二次差分观测值DD：（1）站际、星际二次差分观测值（2）星际、历元间二次差分观测值（3）站际、历元间二次差分观测值3三次差分观测值TD：星际、站际、历元间三次差分观测值五、GPS基线向量解算1基线向量平差解算方法（1）按单基线解算（2）联合解算2基线向量质量评定（1）基线长度中误差（RMS）（2）双差模糊度的整数性（RATIO）（3）同步观测环闭合差（4）异步观测环闭合差（5）重复基线闭合差六、GPS测量的周跳1周跳产生原因1）由于顶空障