卫星导航资料收集-(29).doc

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1、*第十二讲GPS卫星导航说明：本讲内容为可选部分卫星导航定位已成为继通信、互联网之后的第三个IT新增长点。目前，我国的GPS应用又显两大亮点。亮点一：以车载导航为核心的移动目标监控、管理与服务市场快速启动。基于位置的信息服务无疑将是未来卫星导航定位技术最广阔、最具潜力和最引人注目的发展方向之一。并出现了为汽车拥有者提供财产监控、导航服务、报警寻车等服务，并考虑了娱乐、交通信息提供、信息定制、移动办公等应用框架。亮点二：面向个人消费者的移动信息终端将大为流行。出于社会安全考虑，美国政府规定到2010年

2、每一台个人手机，都必须有卫星移动导航定位功能。随着卫星导航定位设备的小型化甚至芯片化，各种嵌入式电子产品种类极大丰富，并与人们的生活越来越紧密地结合在一起。GPS在导航领域的应用，有着比GPS静态定位更广阔的前景，两者相比较，GPS导航具有：用户多样、速度多变、定位实时、数据和精度多变等特点。因此，为了使大家能充分了解和掌握利用卫星导航定位技术，本章简要介绍GPS导航定位的基本原理、GPS导航的主要应用方式及作业方法。一、GPS导航原理GPS卫星导航，就是用GPS卫星发送的导航定位信号引导运载体从一

3、个地点航行到另一个地点的过程。航行的意思；也就是确定航行体运动到什么地方和向何方向运动的意思。要使飞机、舰船、车辆等运载工具成功地完成所预定的航行任务。除了起始点和目标的位置之外，主要的就是必须知道航行体所处的即时位置。因为只有确定了即时位置才能考虑怎样到达下一目的地的问题；如果连自己已经到了什么地方和以后该到什么地方也不知道的话，那就无从谈起完成预定航行任务的问题。由此可见，导航的首要问题就是确定航行体的即时位置。另外，为现代载体提供精确的导航信息，还需要测定载体的瞬时速度，精确的时间，运动裁体的

4、姿态等状态参数，进而“导引”该运动载体准确地驶向预定的后续位置。由此可见，导航是一种广义的动态定位。GPS卫星所发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的空间信息资源；陆地、海洋和空间的广大用户，只要持有一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收机，就可以全天候和全球性地测量运动栽体的七维状态参数(三维坐标、三维速度、时间)和三维姿态参数；其用途之广，影响之大，是任何其他接收设备望尘莫及的；上至航空航天，下至渔业、导游、摄影和农业生产，均可利用GPS信号接收机。对于任何某一具体的导航过程，首先

5、必须确定本次航行的起始点、目的点以及航行计划路径(总称之为一条航线)。路径的标定一般是用一系列均匀分布于路径上的坐标点来确定，这些坐标点就叫航路点。起始点、目的点、航路点的位置坐标可以是从地图上量取，也可以是直接测得，总之必须是已知的。在航行过程中，GPS定位系统能够实时提供给航行体位置信息(坐标)，结合计算机中存储的航行路径中各航路点位置信息，可以计算出各种可用来纠正航行偏差、指导正确航行方向的制导参数，如应航迹角、偏航距和待航距离(待航时间)等，图10-1以飞机导航为例，说明各制导参数的物理意义

6、(图中还示出真航向、航迹角、偏流角和地速V)。221利用制导参数，可以计算出航行体的操纵指令，再通过控制系统，可实现航行的自动化。图10-1GPS导航制导参数示意图上述GPS导航是广义的GPS动态定位，它有着极其广阔的应用前景。例如，用于陆地、水上和航空航天运载体的导航。根据用户的应用目的和精度要求的不同，GPS动态定位方法也随之而改变。从目前的应用看来，主要分为以下几种方法：(1)单点动态定位它是用安设在一个运动载体上的GPS信号接收机，自主地测得该运动载体的实时位置，从而描绘出该运动载体的运行轨

7、迹。所以单点动态定位又叫做绝对动态定位。例如，行驶的汽车和火车，常用单点动态定位。(2)实时差分动态定位它是用安设在一个运动载体上的GPS信号接收机，及安设在一个基准站上的另一台GPS接收机，联合测得该运动载体的实时位置，从而描绘出该运动载体的运行轨迹，故差分动态定位又称为相对动态定位。例如，飞机着陆和船舰进港，一般要求采用实时差分动态定位，以满足它们所要求的较高定位精度。(3)后处理差分动态定位它和实时差分动态定位的主要差别在于，在运动载体和基准站之间，不必像实时差分动态定位那样建立实时数据传输，

8、而是在定位观测以后，对两台GPS接收机所采集的定位数据进行测后的联合处理，从而计算出接收机所在运动载体在对应时间上的坐标位置。例如，在航空摄影测量时，用GPS信号测量每一个摄影瞬间的摄站位置，就可以采用后处理差分动态定位。因此，应该依据GPS动态测量的这些特点，载体的运行速度和加速度的不同，以及所要求的精度不同选购适宜的接收机，采用适当的数据处理方法，以便获得所要求的运动载体的七维状态参数和三维姿态参数的测量精度。例如，用于航空摄影测量摄站的接收机，不仅要求它在秒速3