GPS卫星定位原理与方法—复习资料

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1、9.预报星历：是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文，传递给用户，经解码获得所需的卫星星历，也称广播星历。包括：1）相对某一参考历元的开普勒轨道参数2）必要的轨道摄动项改正参数3）参考星历18.宽巷与窄巷定义：宽巷（Wide-lane）解：宽巷组合观测值窄巷（Narrow-lane）解：窄巷组合观测值。32.协议天球坐标系：为建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系，通常选择某一时刻t0作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过该瞬时岁差和章动改正后，作为z轴和x轴。33.协议地球坐标系CTS：以协议地极为基准点的地球坐标系

2、称为协议地球坐标系34.天球空间直角坐标系：原点位于地球的质心，z轴指向天球的北极，x轴指向春分点g，y轴与x、z轴构成右手坐标系。35.天球球面坐标系：原点位于地球的质心，赤经a为含天轴和春分点的天球子午面与经过天体s的天球子午面之间的交角，赤纬d为原点至天体的连线与天球赤道面的夹角，向径r为原点至天体的距离。36.地心空间直角坐标系：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平子午面与赤道的交点E，Y轴垂直于XOY平面构成右手坐标系。37.地心大地坐标系：地球椭球的中心与地球质心重合，椭球短轴与地球自转轴重合，大地纬度B为过地面点的椭球法

3、线与椭球赤道面的夹角，大地经度L为过地面点的椭球子午面与格林尼治平大地子午面之间的夹角，大地高H为地面点沿椭球法线至椭球面的距离。二、简答题4.地面监控系统组成几个部分作用？主控站—管理协调各部分作用，编制导航电文送往注入站监测站—伪距测量各卫星，记录气象元素传送给主控站注入站—向GPS卫星输入导航电文和其他命令通信和辅助系统—数据传输和其他辅助服务7.在协议地球坐标系中GPS卫星位置的计算步骤：（1）计算真近点角fs（2）计算升交距角及轨道摄动改正项（3）计算升交距角、卫星的地心距离及轨道倾角（4）计算卫星在轨道坐标系中的坐标（5）计算升交点的经度（6

4、）计算在协议地球坐标系中的空间直角坐标。8.GPS定位中误差的分类及消除方法（1）与卫星有关的误差：1）卫星钟差2）卫星星历误差3)相对论效应星历误差消除方法：①忽略轨道误差。②采用轨道改进法处理观测数据。③采用精密星历。④同步观测值求差。（2）与信号传播有关的误差：1）电离层延迟。减弱方法：①利用双频观测。②利用电离层模型加以修正。③利用同步观测值求差。2）对流层延迟。减弱方法：①充分地掌握观测站周围地区的实时气象资料。②利用水汽辐射计，准确地测定电磁波传播路径上的水汽积累量，以便精确的计算大气湿分量的改正项。③当基线较短时(20km)，稳定的大气条件下

5、，利用差分法来减弱大气折射的影响。④完善对流层大气折射的改正模型。3）多路径效应。减弱方法：①安置接收机天线的环境应避开较强发射面。②选择造型适宜且屏蔽良好的天线。③适当延长观测时间，削弱周期性影响。④改善接收机的电路设计。（3）与接收设备有关的误差1）接收机位置误差2）接收机钟差。减弱方法：①作为未知数，在数据处理中求解。②利用观测值求差方法，减弱接收机钟差影响。③定位精度要求较高时，可采用外接频标。3）接收机的测量噪声。减弱方法：观测足够长的时间后，测量噪声的影响可以忽略不计。9.GPS定位方法分类1）按参考点的不同位置①绝对定位（单点定位）：在地球协

6、议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。②相对定位：在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。在绝对定位和相对定位中，又都包含静态和动态两种形式：2）按用户接收机作业时所处的状态划分：①静态定位：在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。②动态定位：在定位过程中，接收机天线处于运动状态。3）按观测量性质划分：①测码伪距：由码相位观测确定伪距②测相伪距：由载波相位观测确定伪距10.测码伪距与测相伪距的定义、观测方程、及各符号含义。上述通过码相位观测或载波相位观测所确定的站星距离都不可避免地含有卫星钟与接收机钟非同步误差、电离层、对流层

7、等的影响，含钟差影响的距离通常称为伪距。（1）测码伪距：由码相位观测所确定的伪距简称测码伪距。公式：其中：tj=tj(GPS)+dtj，ti=ti(GPS)+dtiDtij=ti–tj=(ti(GPS)–tj(GPS))+(dti-dtj)tj(GPS)为卫星sj发射信号时的理想GPS时刻ti(GPS)为接收机Ti收到该卫星信号时的理想GPS时刻tj为卫星sj发射信号时的卫星钟时刻ti为接收机Ti收到该卫星信号时的接收机钟时刻Dtij为卫星信号到达观测站的传播时间dtj为卫星钟相对理想GPS时的钟差dti为接收机钟相对理想GPS时的钟差。（2）测相伪距：由

8、载波相位观测所确定的伪距简称为测相伪距。公式：·为站星之间的几何距