gps原理及应用概括

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1、第一章概述主要内容１.１什么是ＧＰＳ１.４ＧＰＳ的应用１.３其他卫星导航系统１.２定位系统发展历程1.1什么是ＧＰＳGPS的英文全称是NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem（导航星测时与测距全球定位系统），简称GPS,也称作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

2、时间信息的要求。1.1.1GPS定义1.1.2GPS特点观测站之间不需要通视定位精度高观测时间短提供三维坐标操作简便全天候24小时作业1.2定位系统发展历程无线电导航系统天文导航系统惯性导航系统１.2.1先前定位系统无线电导航始于二十年代。无线电导航定位系统根据使用的工作频率、定位方式可建立不同的实际系统。最早的系统只简单地以一个装有环形天线的无线电接收机来确定无线电信号传来的方向和发报机的相对方位。后来，一些系统开始利用地面发报机来发送显示发送方向的调制信号，另一些系统则可以确定方向和/或从导航设备

3、到发射机的距离。如:罗兰-C,Omega（奥米加）。无线电导航定位系统的主要缺点在于：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不够。无线电导航系统天文导航系统天文导航系统是以天空中的星体作为导航台，星光作为导航信号的测角定位系统。由于星体距离飞行器非常遥远，使得该系统很小的测角误差就会带来非常大的定位误差。为保证一定的定位精度，对设备的要求非常苛刻。但由于其覆盖的工作区域非常广阔，天文导航在宇宙飞行器定位方面具有较大的优越性。天文导航系统虽然覆盖的工作区域很大，但定位精度不高，且可见光的传播受气

4、象影响。惯性导航系统惯性导航系统（INS）是通过测量飞行器的加速度，进行二次积分来推算出飞行器的位置。INS可以引导导弹的飞行，它包括一个加速计和陀螺仪，来测量位置和高度的变化。它具有隐蔽性好，抗干扰性强，数据更新率高的特点，其中最重要的优点是不受敌方干扰的影响。但由于INS基本上是航位推算型系统，其定位精度随时间加长而降低，因此需要不断地修正。什么是定位确定点在某一坐标系中的位置相关的英语单词PositioningLocationOrientationNavigationGuidanceTracki

5、ng1.2.2常规（地面）定位方法原始的定位方法利用天体进行定向：日、月、特别的星体利用自然现象：植物的生长态势（如苔藓）采用人造的器械：司南，指南针利用人工建筑：烽火台近现代的常规定位方法采用的仪器设备尺：铟钢尺光学仪器：经纬仪，水准仪激光和红外仪器：测距仪综合多种技术的仪器：全站仪无线电、微波仪器：Loran-C，雷达观测方法角度或方向观测距离观测距离差观测常规（地面）定位方法的局限性观测点之间需要保证通视需要修建觇标/架设高大的天线边长受到限制观测难度大效率低：无用的中间过渡点需要事先布设大量的

6、地面控制点/地面站无法同时精确确定点的三维坐标观测受气候、环境条件限制受系统误差影响大，如地球旁折光难以确定地心坐标1.2.3GPS的发展概况1957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–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。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。子午导航系统特征：卫星：6颗(1.5h间隔)极地轨道轨道高度：1100km信号频率：400

7、MHz150MHz绝对定位精度：3-5m相对定位精度：1m定位原理：多普勒定位1973年12月，美国国防部批准研制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。1991年，在海湾战争中，GPS首次大规模用于实战。1992年，IGS成立。（InternationalGPSService，国际GPS服务机构）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

8、副总统戈尔宣布，将斥资40亿美圆，进行GPS现代化。2000年5月1日，美国总统克林顿宣布，GPS停止实施SA。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，解决Y2K问题。1.3其它卫星导航系统GLONASS（俄）Galileo（欧）北斗导航系统（中）1.3.1GLONASS简介全球轨道导航卫星系统是前苏联研制建立的，1978年开始研制，1982年10月开始发射导航卫星。自1982年至1987年，共发射了27颗GL