《gps基本原理培训》ppt课件

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1、GPS基本原理2010.07概述什么是GPSGPS的用途有哪些？GPS系统及信号GPS静态测量方式GPS动态定位定义GPS的英文全称是NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem（导航星测时与测距全球定位系统），简称GPS有时也被称作NAVSTARGPS。根据Wooden1985年所给出的定义：NAVSTAR全球定位系统（GPS）是一个空基全天侯导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间内获取在一个通用参照系中的位置、速度和时间信息的要求。GPS的发展简史（一）19

2、57年10月4日第一颗人造卫星SputnikI发射成功。1958年12月开始设计NNSS(NavyNavigationSatelliteSystem)–TRANSIT，即子午卫星系统。1964年1月该系统正式运行。1967年7月系统解密以供民用。TRANSIT系统卫星：6颗极地轨道轨道高度：1100km信号频率：400MHz、150MHz绝对定位精度：1m相对定位精度：0.1m~0.5m定位原理：多普勒定位存在问题：卫星少，无法实现实时定位；轨道低，难以精密定轨；频率低，难以消除电离层影响。GPS的发展简史（二）1973年12月，美国国防部批准研

3、制GPS。1978年2月22日，第1颗GPS试验卫星发射成功。1989年2月14日，第1颗GPS工作卫星发射成功。GPS的发展简史（三）1991年，在海湾战争中，GPS首次大规模用于实战。1995年7月17日，GPS达到FOC–完全运行能力（FullOperationalCapability）。1999年1月25日，美国副总统戈尔宣布，将斥资40亿美圆，进行GPS现代化。1999年8月21/22日子夜，GPS发生GPS周结束翻转问题。2000年1月1日，Y2K问题。2000年5月1日，美国总统克林顿宣布，GPS停止实施SA。其它卫星导航定位系统G

4、LONASS（俄）-GlobalNavigationSatelliteSystem卫星：21+3轨道高度：19100km信号频率：1602~1616MHz、1246~1256MHzGalileo（欧）GPS的应用途军事、国防陆路交通（车辆导航、监控）、航运、航空搜索、救援遥感测量卫星定轨资源勘探通讯广播、电视电力时间传递….GPS系统及信号系统构成工作原理信号结构变化中的美国GPS政策GPS接收机GPS的系统组成（一）-系统组成GPS系统由空间部分、地面控制部分和用户设备部分等三部分组成GPS系统的组成GPS的系统组成（二）-空间部分（1）GPS

5、的空间部分（GPS卫星星座）GPS卫星星座设计星座：21+321颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星6个轨道面，平均轨道高度20200km，轨道倾角55，周期11h58min（顾及地球自转，地球-卫星的几何关系每天提前4min重复一次）保证在24小时，在高度角15以上，能够同时观测到4至8颗卫星当前星座：28颗GPS的系统组成（三）-空间部分（2）GPS卫星作用：发送用于导航定位的信号其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。主要设备：原子钟（2台铯钟、2台铷钟）、信号生成与发射装置类型试验卫星：BlockⅠ工作卫星：BlockⅡBlockⅡBloc

6、kⅡABlockⅡRBlockⅡF（新一代的GPS卫星）GPS的系统组成（四）-地面控制部分（1）GPS的地面控制部分（地面监测系统）组成：主控站（1个）、跟踪站（5个）和注入站（3个）作用：监测和控制卫星运行，编算卫星星历（导航电文），保持系统时间。GPS的系统组成（四）-地面控制部分（2）主控站（1个）作用：收集各检测站的数据，编制导航电文，监控卫星状态；通过注入站将卫星星历注入卫星，向卫星发送控制指令；卫星维护与异常情况的处理。地点：美国克罗拉多州法尔孔空军基地。跟踪站（5个）作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站

7、。地点：夏威夷、主控站及三个注入站。注入站（3个）作用：将导航电文注入GPS卫星。地点：阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平洋）。GPS的系统组成（四）-用户设备部分用户设备部分-GPS信号接收机及相关设备接收、跟踪、变换和测量GPS信号的设备多数采用石英钟GPS的位置基准与时间基准位置基准–WGS-84（WorldGeodeticSystem-1984）广播星历采用建立：NIMA（DMA）参考椭球：长半轴：6378137m，扁率：1/298.257223563，大地水准面：EGMITRFIGS精密星历采用建立：IERS参考

8、椭球：GRS80时间基准–GPS时间（GPSTime）原子时表示方法：GPS周+一周内的秒数起点：1980年1月6日0时与UTC的关系：