大GNSS及GPS的基本原理与测量应用

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1、四大GNSS及GPS的基本原理与测量应用主要内容二三四大GNSS简介GPS的组成及基本原理GPS的测量应用一一、四大GNSSGPS(GlobalPositioningSystems)美国国防部开发的第二代空间定位系统特点由21+3颗卫星组成分布在6个轨道平面上轨道高度20200Km运行周期11小时58分民用定位精度为10m左右导航精度10-20m坐标系统为WGS-84全球、全天候工作，定位精度高，功能多，应用广GPS现状完成时间：1994年最新进展：2010年5月13日，美国发射了首颗改进型GPS二代导航卫星GPS-2F

2、，其后还将在本年度再发射两颗。GPS-2F卫星具有更强的抗干扰和抗打击能力，寿命也延长到15年。与此同时，为满足未来30年系统技术扩展和用户需求而制定的第三代GPS计划也有提前部署的可能。格洛纳斯（GLONASS）由24颗卫星组成，分布在3个轨道平面上，每个轨道面有8颗卫星轨道高度19100Km，运行周期11小时15分定位精度可达1米，速度误差仅为15厘米/秒前苏联地心坐标系（PE-90）卫星平均在轨寿命较短,没有开发民用市场格洛纳斯现状完成时间：1996年最新进展：截至2010年2月，共有18颗卫星处于在轨运行状态。由

3、于GLONASS卫星寿命短，组网后因为种种原因不能及时替代，从1999年起处于瘫痪状态，不能单独提供全球导航卫星服务。俄罗斯计划2010年将分3次发射共9颗格洛纳斯卫星，使这一系统恢复正常。伽利略（GALILEO）由30颗卫星组成，分布在3个轨道，轨道高度24126Km与GPS相比：覆盖面积将是GPS系统的两倍地面定位误差不超过1米，GPS只能找到街道，而伽利略系统则能找到车库门伽利略系统使用多种频段工作，在民用领域比GPS更经济、更透明、更开放伽利略现状完成时间：最初预计2012年完成全球覆盖最新进展：2002年启动的

4、欧洲伽利略系统一直不够顺利，计划超支和成员国之间利益分配问题导致该计划滞后于原计划近6年。今年11月，联盟火箭计划发射两颗伽利略在轨实验卫星。北斗（COMPASS）５颗静止轨道卫星+３０颗非静止轨道卫星采用中国2000大地坐标系（CGS2000）开放服务：定位精度:10m测速精度:0.2m/s授时精度:20ns北斗现状完成时间：预计2012年实现亚太地区覆盖，2020年完成全球覆盖最新进展：北京时间11月1号0时26分，我国在西昌卫星发射中心成功将第6颗北斗导航卫星送入太空，这是我国今年连续发射的第4颗北斗卫星。北斗介绍

5、GPS的组成空间星座部分地面控制部分用户设备部分基本原理测距定位二、GPS的组成及基本原理GPS系统组成地面控制部分：中心控制系统实现时间同步跟踪卫星进行定轨空间部分：提供星历和时间信息发射伪距和载表信号提供其它辅助信息用户设备部分：接收卫星信号记录处理数据GPS系统组成——空间部分24颗卫星（21+3）6个轨道平面55º轨道倾角20200km轨道高度（地面高度）11小时58分轨道周期5个多小时出现在地平线以上每天提前4分钟出现在地球上任何地方可以同时观测到4-11颗高度角15以上的卫星。GPS系统组成——地面控制部分

6、Coloradosprings55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein1个主控站:Coloradosprings(科罗拉多.斯平士)。3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、DiegoGarcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。5个监控站：以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。GPS系统组成——地面控制部分主控站:它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫

7、星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星替代失效的工作卫星工作。3个注入站:将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。5个监控站：接收卫星信号，监测卫星的接收卫星信号，监测卫星的工作状态，传送到主控站。GPS系统组成——用户设备部分按照原理、用途、功能来分类用途载波频率工作原理导航型接收机测地型接收机平方型接收机混合型接收机干涉型接收机单频接收机双频接收机通道种类多通道接收机序贯通道接收机GPS系统组成——用户设备部分手持导航型GPS机，精度5-15mGPS系统组成——用户设备部分测量型GPS接收机

8、，最高精度1mm+1ppm天线天线主机箱记录簿主机电源电台GPS基本原理——测距XllVlXllllllllVVVllVlllXlXXllVlXllllllllVVVllVlllXlX距离=信号传输时间x光的速度GPS基本原理——二维三边测量法北京西安广州武汉GPS基本原理——三维三边测量法我们处在以RI为半径的一个