全球卫星定位系统gps

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1、GPS的组成第七章全球卫星定位系统GPS6/10/20211GPS（GlobalPositioningSystem）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。GPS计划始于1973年，已于1994年进入完全运行状态。GPS的整个系由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成：6/10/20212GPS系统的组成空间部分：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用户部分：接收并测

2、卫星信号记录处理数据提供导航定位信息6/10/20213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）12小时（恒星时）轨道周期5个多小时出现在地平线以上（每颗星）6/10/20214地面控制部分一个主控站：科罗拉多•斯必灵司三个注入站：阿松森（Ascencion)迭哥•伽西亚(DiegoGarcia)卡瓦加兰(kwajalein)五个监测站=1个主控站+3个注入站+夏威夷（Hawaii)55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradosprings6/10/20215用户部分通用接收机（定位型）：导航型接

3、收机一般情况下无数据输出的记录存储设备天线前置放大器电源部分射电部分微处理器数据存器显示控制器供电信号信息命令数据供电，控制供电数据控制6/10/20216GPS信号6/10/20217GPS卫星信号卫星信号结构每颗卫星都发射一系列无线电信号（基准频率ƒ）两种载波（L1和L2）两种码信号（C/A码和P码）一组导航电文（信息码，D码）基准频率10.23MHZL11575.42MHZC/A码1.023MHZP•码10.23MHZL21227.60MHZ15412050比特/S卫星信息电文（D码）6/10/20218定位原理6/10/20219接收机对跟踪的每一颗卫星进行测距地心SiPijP

4、jriRjRj=ri+Pij有关各观测量及已知数据如下：r—为已知的卫地矢量P—为观测量（伪距）R—为未知的测站点位矢量对卫星进行测距6/10/202110距离观测值的计算接收机至卫星的距离借助于卫星发射的码信号量测并计算得到的接收机本身按同一公式复制码信号比较本机码信号及到达的码信号确定传播延迟的时间t传播延迟时间乘以光速就是距离观测值=C•t卫星钟调制的码信号接收机时钟复制的码信号tt6/10/202111单点定位结果的获取单点定位解可以理解为一个后方交会问题卫星充当轨道上运动的控制点，观测值为测站至卫星的伪距（由时延值推算得到）由于接收机时钟与卫星钟存在同步误差所以要同步观测

5、4颗卫星，解算四个未知参数：精度,经度,高程h,钟差t6/10/202112采用载波相位观测值发自卫星的电磁波信号：信号量测精度优于波长的1/100载波波长（L1=19cm,L2=24cm)比C/A码波长(C/A=293m)短得多所以，GPS测量采用载波相位观测值可以获得比伪距（C/A码或P码）定位高得多的成果精度L1载波L2载波C/A码P-码p=29.3mL2=24cmL1=19cmC/A=293m6/10/202113组成星际站际两次差分观测值可以消去卫星钟的系统偏差可以消去接收机时钟的误差PikPljPijPjPlkPkSlSi可以消去轨道（星历）误差的影响可以削弱

6、大气折射对观测值的影响6/10/202114解算出初始整周未知数测站对某一卫星的载波相位观测值由三部分组成（1）初始整周未知数n；（2）t0至ti时刻的整周记数Ci；（3）相位尾数i如果信号没有失锁，则每一个观测值包含同一个初始整周未知数n为了利用载波相位进行定位，必须先解算出初始整周未知数，取得总观测值n+Ci+iTime(0)AmbiguityTime(i)AmbiguityCountedCyclesPhaseMeasurement6/10/202115弄清楚初始整周未知数的确定与定位精度的关系如果无法准确解出初始整周未知数，则定位精度难以优于±1m随着初始整周未知数解算精度的提高，

7、定位精度也相应提高一旦初始整周未知数精确获得，定位精度不再随时间延长而提高经典静态定位需要30-80分钟观测才能求定初始整周未知数快速静态定位将这个过程缩短到2-5分钟m精度1.000.100.01整周未知数确定后整周未知数确定前00308025时间（分）经典静态定位快速静态定位6/10/202116SPS和PPSGPS系统针对不同用户提供两种不同类型的服务。一种是标准定位服务(SPS–StandardPos