GPS测量原理与应用-总复习-总结材料

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1、标准文案第一章绪论1.GPS系统的组成空间部分（GPS卫星星座）设计星座：(21+3)/6当前星座：31颗6个轨道平面，平均轨道高度20200km地面控制部分（地面监控系统）一个主控站:成导航电文传送到注入站;负责监测整个地面监测系统的工作三个注入站:将主控站发来的导航电文注入发送到相应卫星五个监测站:主要任务：为主控站提供卫星的观测数据用户设备部分（GPS接收机、数据处理软件）天线单元和接收单元2.GPS卫星的作用①用L波段无线载波向GPS用户连续不断地发送导航定位信号。②在卫星飞越注入站上空时，接收由地面注入站用S波段发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号电路，适时地发送给广

2、大GPS用户。③接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时地改正运行偏差或启用备用时钟。3.GPS系统的特点（1）定位精度高•GPS相对定位精度在50km以内可达10-6,100～500km可达10-7,1OOOkm以上可达10-9。•工程精密定位中，平面位置误差小于1mm（2）观测时间短（3）测站间无需通视（4）可提供三维坐标（5）操作简便（6）全天候作业（7）功能多，应用广4.GLONASS:（21＋3）/35.GALILEO（27+3）/36.北斗卫星导航系统6-1系统组成①空间部分：（2+1）地球同步轨道卫星（东经80°~140°和110.5°赤道上空）②地面控制部分一个地面中

3、心站:接收用户终端的应答信号/数据处理/分发给用户若干监测站:③用户终端：北斗导航定位接收机：基本型/通信型/授时型/指挥型6-2BDS系统的定位原理利用两颗地球同步卫星进行双向测距，进行距离交会得到用户的平面位置（高程则由地面数字高程模型得到）6-3BDS系统的作业流程地面中心站→卫星1→用户→卫星1→地面中心站→用户（l）地面中心站连续向北斗卫星发射信号，经卫星接收、放大、变频后再播发给用户；（2）用户终端接收到卫星信号后注入必要的测站信息，放大变频后再将应答信号播发给两颗北斗导航卫星；大全标准文案（3）两颗北斗导航卫星收到用户的应答信号后，放大变频，再将信号送往地面中心站；（4）地面中心

4、站量测出卫星信号的到达时间后，采用距离交会法求得用户的平面位置（用户的高程则是通过地面高程模型获得）；（5）地面控制中心再通过卫星将计算结果告诉用户6-4BDS系统的特点①主动式定位方式（接收卫星信号，且发射应答信号），隐蔽性差②定位速度慢，用户数量受到一定的限制用户不能独立进行定位，计算工作必须在地面中心站内完成。③卫星少、投资小、建成快，用户设备简单④具备一定的短报文通信能力6-5系统组成空间部分（混合星座）•5颗地球静止轨道卫星•30颗非静止轨道卫星ü27颗中高地球轨道卫星MEOØ3个轨道面ü3颗倾斜地球同步轨道卫星IGSO地面控制部分用户设备部分6-5系统建立(三步走战略)第一步：建设

5、北斗一号系统（也称北斗卫星导航试验系统）1994年，启动北斗一号系统工程建设至2003年3颗地球静止轨道卫星第二步：建设北斗二号系统2004年，启动北斗二号系统工程建设；2012年年底，完成14颗卫星第三步：建设北斗全球系统2009年，启动北斗全球系统建设，继承北斗有源服务和无源服务两种技术体制；计划2018年，面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务；2020年前后，完成35颗卫星发射组网，为全球用户提供服务。6-6定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒第二章坐标系统和时间系统1.坐标系统类型地球坐标系－地固系随同地球自转，点位坐标不会随地球自转而变化；用于表达地面观测站的

6、位置和处理GPS观测数据。天球坐标系－空固系与地球自转无关，用于描述卫星的运行位置和状态。轨道坐标系统用于研究卫星在其运行轨道上的运动2.时间系统类型§恒星时ST（SiderealTime）§平太阳时MT（MeanSolarTime）§世界时UT（UniversalTime）§原子时AT（AtomicTime）§谐调世界时UTC（CoordinatedUniversalTime）大全标准文案§GPS时间系统（GPST）3.天球坐标系的定义：假设地球为均质的球体，且没有其它天体摄动力的影响；即假定地球的自转轴，在空间的方向是固定的，春分点在天球上的位置保持不变。天球空间直角坐标系坐标原点位于地球

7、质心Z轴指向天球北极x轴指向春分点y轴垂直于xMz平面，与x轴和z轴构成右手坐标系统天球球面坐标系系统定义坐标原点位于地球质心向径长度r赤经α赤纬δ点的坐标表示（r，α，δ）4．岁差章动在日、月引力的影响下，使北天极绕北黄极以顺时针的方向缓慢地旋转，在天球上北天极的运动轨迹，近似地构成一个以北黄极为中心，以黄赤交角为半径的小圆，这种现象称为岁差。瞬时平北天极（简称平北天极）/平北天极相应的天球赤道