卫星导航及定位系统总结
GPS卫星导航定位技术与方法知识点总结

知识点总结的不容易一页一页总结的,用积分来换吧!第一章全球定位系统概论全球导航卫星系统GNSS目前包括全球定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯系统GLONASS。
中国的北斗卫星定位系统COMPASS以及欧洲联盟正在建设的伽利略系统GALILEO GPS利用卫星发射无线电信号进行导航定位,具有全球、全天候、高精度、快速实时的三维导航、定位、测速和授时功能。
GPS主要由GPS(GPS卫星星座)空间部分、地面监控部分、用户接受处理部分组成,GPS地面监控部分有分布在全球的若干个跟踪站组成的监控系统组成,跟踪站被分为主控站、监控站和注入站。
GPS用户部分有GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备(如计算机气象仪)组成。
GPS实施计划共分三个阶段:第一阶段为方案论证和初步设计阶段。
从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星。
研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。
从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。
实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。
1989年2月4日,第一颗GPS工作卫星发射成功,宣告了GPS系统进入了工程建设阶段,这种工作卫星称为Block Ⅱ和BlockⅡA型卫星。
这两组卫星差别是:Block Ⅱ只能存储14天用的导航电文(每天更新三次);而BlockⅡA卫星能存储180天用的导航电文,确保在特殊情况下使用GPS卫星。
实用的GPS网即(21颗工作卫星+3颗备用卫星)GPS星座已建立,今后将根据计划更换失效的卫星。
GPS的特点:定位精度高、观测时间短、测站无需通视、可提供三维坐标、操作简便、全天候作业。
功能多,应用广GPS卫星信号包括测距码信号(即P码和C/A码信号)、导航电文(或称D码,即数据码信号)和载波信号。
GPS卫星的导航电文主要包括:卫星星历、时钟改正参数、电离层时延改正参数、遥测码,以及由C/A码确定P 码信号时的交接码等参数。
卫星导航和定位系统原理与技术

卫星导航和定位系统原理与技术随着科技的不断发展和进步,卫星导航和定位系统已经越来越成为人们生活中必不可少的一部分。
无论是普通民众、探险家还是军事人员都离不开卫星导航和定位系统。
那么卫星导航和定位系统到底是什么原理和技术,它们如何发挥作用呢?下面将具体介绍。
一.卫星导航和定位系统原理卫星导航和定位系统原理是基于卫星,通过信号的传输和接受,进行位置的测量和计算,实现导航和定位的目的。
(一)基本构成卫星导航和定位系统主要由四个部分构成,分别是卫星、地面控制站、用户终端和导航信息中心。
卫星负责向地面控制站发送信号,发送的信号中包含了时间和信号的位置信息。
然后,地面控制站接收到信号,再向用户终端发送解码后的信号,用户终端依据接收到的信号,通过计算、筛选、解析等方式,得出自己的位置信息。
在这个过程中,导航信息中心的责任是收集、计算、存储和更新卫星导航和定位系统的各类数据以及确保信息的正确性和完整性。
(二)信号传输基本原理卫星导航和定位系统实现位置计算的基础是信号传输。
信号传输的基本原理是发射方时间和接收方时间差的计算。
卫星定位系统需要同时接收到至少四个卫星信号才能定位,通过接收卫星信号时每颗卫星发射的信号独自的码顺序和位置信息即可计算自己的位置。
卫星定位系统中的信号传输时间戳是卫星发射信号时刻的计数,这是每一枚定位卫星的自身参数之一,微秒(1秒的1/1000)级别的时间戳精度提高了卫星导航的精度。
二.卫星导航和定位系统技术(一)GPS技术全球定位系统(GPS),是一种基于卫星导航和定位系统原理的技术,利用20颗卫星和地面摆放的测量接收机來确定位置。
GPS技术已经广泛应用于汽车导航、探险、科学研究和导弹制导等领域。
(二)GLONASS技术GLONASS(全球卫星导航系统),是由俄罗斯独立设计研发的一种卫星导航和定位系统,包括24颗卫星。
GLONASS技术大大提高了俄罗斯的导航能力,可以替代GPS,其定位精度也很高。
导航定位知识点总结大全

一、导航定位的概念及基本原理1. 导航定位的概念导航定位是指在空间中确定和描述目标位置的过程。
在航海、航空、旅行以及军事活动等领域,导航定位都具有重要的应用价值。
2. 导航定位的基本原理导航定位的基本原理是通过一定的手段和方法确定目标的位置。
常用的导航定位方法包括地面标志物导航、星座导航(GPS)、惯性导航等。
这些方法都是依靠目标与地球空间中的参照物之间的相对关系来确定位置。
二、导航定位的技术与方法1. 地面标志物导航地面标志物导航是最古老的导航方法之一。
通过观察地面的山脉、河流、建筑物等自然或人工标志物,确定目标的位置和方位。
2. GPS导航系统全球定位系统(GPS)是一种基于卫星导航技术的导航定位系统。
它利用一组卫星和地面接收机组成的系统,可以精确确定接收机的位置、速度和时间等信息。
3. 惯性导航系统惯性导航系统是一种利用惯性传感器实时测量目标运动状态,计算目标位置和速度的导航方法。
惯性导航系统不依赖于外部参考物,可以在没有GPS信号的情况下进行定位。
4. 无人飞行器导航随着无人飞行器技术的发展,无人飞行器导航成为了一个热门的研究领域。
无人飞行器导航涉及自主飞行路径规划、避障、定点悬停等技术。
5. 水下导航水下导航是指在水下环境中进行目标定位和路径规划。
目前,水下导航系统主要依靠声纳、水下通信、惯性导航等技术手段进行定位。
6. 安全导航技术在航海、航空、交通运输、探险等领域中,安全导航技术是保障人员和物品安全的重要手段。
综合利用GPS、气象雷达、船舶警示系统等技术,可以实现对目标的安全导航。
1. 航海导航导航在航海领域中具有极其重要的作用,能够指导船只安全通行、选择最佳航线,同时也是海洋资源开发和海洋科学研究的重要工具。
2. 航空导航航空导航是民航和军航的基础。
航空导航技术的发展,不仅提升了民航的航班安全和运营效率,也推动了航空工业的进步。
3. 汽车导航汽车导航系统的普及,为车辆驾驶员提供了路线规划、交通状况、位置跟踪等服务,提高了驾驶的安全性和便捷性。
认识GPS卫星导航定位系统

认识GPS卫星导航定位系统内容摘要:摘要:本文主要介绍了GPS导航定位系统的组成、基本工作原理、特点以及在各领域中的应用等,力求让测绘同行和有兴趣的朋友对GPS全球导航定位系统有一个全面基本的了解和认识。
摘要:本文主要介绍了GPS导航定位系统的组成、基本工作原理、特点以及在各领域中的应用等,力求让测绘同行和有兴趣的朋友对GPS全球导航定位系统有一个全面基本的了解和认识。
关键词:GPSGPS卫星导航定位系统GPS接收机GPS卫星信号导航与定位RTK一、概述:自从五七年第一颗人造卫星上天,六十年代的人造卫星导航定位技术,七十年代美国军方开始发展GPS (GlobalPositioningSystem)卫星导航定位系统,直至4月27日美国国防部宣部“GPS系统已具备全部运作能力”。
GPS 计划的实现历时,耗资200多亿美元,前后共发射35颗卫星,目前仍在轨道上正常工作的有二25颗卫星,其中1颗为实验卫星,24颗为工作卫星。
它具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力,是美国第二代卫星导航系统,其特点是全天候、高精度、应用广,是迄今最好的导航定位系统。
它广泛的应用价值,引起了各国科学家的关注和研究,前苏联和西欧各国的科学家在积极开发利用GPS信号资源的同时,还致力于研究开发各自的卫星导航定位系统,如前苏联建成的GLONASS卫星导航系统,我国也在致力于发展自已的卫星导航定位系统。
同时,它的出现也导致了测绘行业一场深刻的技术变革。
二、GPS系统的组成:由三大部分组成,即空间部分、地面监控部分、用户设备部分。
1、空间部分:GPS系统的空间部分是指GPS工作卫星星座,其由24颗卫星组成,其中21颗工作卫星,3颗备用卫星,均匀分布在6个轨道上。
卫星轨道平面与地球赤道面倾角为55°,各个轨道平面的升交点赤经相差60°,轨道平均高度为20200km.卫星运行周期为11小时58分(恒星时),同一轨道上的各卫星的升交角距为90°,GPS卫星的上述时空配置,基本保证了地球上任何地点,在任何时刻均至少可以同时观测到4颗卫星,以满足地面用户实时全天候精密导航和定位。
卫星导航定位系统原理与应用分析

卫星导航定位系统原理与应用分析导引卫星导航定位系统,是一种利用地面接收设备接收和解算卫星发出的信号,确定接收设备的位置和时间的技术。
这种技术在许多领域有广泛的应用,包括航空、航海、车辆定位等等。
本文将介绍卫星导航定位系统的原理及其应用。
一、卫星导航定位系统原理卫星导航定位系统主要由卫星组成,通过这些卫星发射的信号来实现定位。
常见的卫星导航定位系统包括全球定位系统(GPS)、伽利略系统、北斗卫星导航系统等。
1. GPS原理全球定位系统(GPS)是全球最主要的卫星导航定位系统之一。
GPS系统主要由24颗卫星组成,这些卫星将信号发送到地面的接收设备上。
接收设备通过接收多个卫星发出的信号,并使用三角定位原理计算出设备所在的位置。
GPS信号由卫星发射,并通过大气层传播到地面上的接收设备。
接收设备会接收到不同卫星发出的信号,并根据这些信号的到达时间计算出信号传播的距离。
通过收集多个卫星发出的信号,接收设备可以计算出自己的准确位置。
2. 伽利略系统原理伽利略系统是欧洲独立开发的卫星导航定位系统。
与GPS系统类似,伽利略系统也是通过接收卫星发出的信号来实现定位。
不同之处在于,伽利略系统采用了纯粹的时差测量技术,而非GPS的相位测量技术。
伽利略系统主要由30颗卫星组成,这些卫星以不同的轨道高度分布在地球周围。
接收设备会接收到多个卫星的信号,并根据信号的到达时间来计算自己的位置。
伽利略系统还采用了地面测量基站,用于对卫星进行跟踪和时间比对,以提高定位的准确性。
二、卫星导航定位系统的应用卫星导航定位系统在各个领域都有广泛的应用,为人们的生活带来了许多便利。
1. 航空航海卫星导航定位系统在航空和航海领域是至关重要的。
通过卫星导航定位系统,航空器和船舶可以准确地确定自己的位置和朝向,提高了导航的安全性和精确性。
航空器和船舶的自动导航系统也依赖于卫星导航定位系统来实现自主导航。
2. 车辆定位卫星导航定位系统在车辆定位方面有广泛的应用。
gps总结汇报

gps总结汇报GPS全称为全球定位系统(Global Positioning System),是一种基于卫星导航技术的无线定位系统。
它由美国国防部开发并于1983年开始使用,是由一组运行在太空中的卫星、地面监控站和用户接收设备组成的。
GPS是一个广泛应用于导航、定位、测量和时间同步的系统,具有许多重要的功能和应用。
首先,GPS主要用于导航和定位。
通过接收来自多个卫星的定位信号,GPS可以提供高精度的三维位置信息。
这使得人们可以在没有地图或路标的情况下准确确定自己的位置,并找到到达目的地的最佳路线。
在陆地、海洋和航空领域,GPS都被广泛应用于车辆导航、海洋定位和飞行导航等领域,极大地提高了导航的准确性和效率。
其次,GPS在地理信息系统(GIS)中起着重要作用。
GIS是一种将地理空间数据与属性数据进行集成、分析和可视化的技术。
通过与GPS结合,GIS可以实时获取位置信息,并将其与其他数据进行有效整合。
这种结合使得地理空间数据的采集、管理和分析更加精确和高效。
在城市规划、环境保护、气象预报等领域,GPS与GIS的结合为决策者提供了有力的支持。
此外,GPS还广泛应用于测量和科学研究。
利用GPS技术,人们可以精确测量地球上的任意点的位置,以及地壳运动、板块运动等地质现象。
GPS还被用于测量大气中的温度、湿度、压力等参数,以及海水温度、盐度等海洋参数。
这些测量数据对于地球科学研究和气象预测具有重要意义。
最后,GPS还有一些其他应用。
在交通管理中,GPS可以用于车辆追踪和车辆调度,提高交通效率和安全。
在运动健康领域,GPS则可以用于跑步、骑行、爬山等运动的轨迹记录和数据分析。
此外,GPS还可以用于搜索和救援,帮助迷失或遇险的人们获得援助。
总而言之,GPS是一种应用广泛的定位系统,具有很多重要的功能和应用。
它在导航、地理信息系统、测量和科学研究等领域发挥着重要作用,并且还有许多其他的应用。
随着技术的不断发展和升级,相信GPS的功能和应用还会不断增加和扩展。
GPS-原理重点总结

GPS知识点总结1. 自1947年以来,GPS计划已经经历了方案论证、系统论证、生产实验三个阶段。
2. 目前全球定位系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略CALILEO系统及中国的北斗二代导航定位系统。
3. GPS系统包括三大部分空间部分—GPS卫星星座,地面控制部分—地面监控系统,用户设备部分—GPS信号接收机。
4. GPS系统的特点:定位精度高、观测时间短、测站间无需通视、可提供三维坐标、操作简便、全天候作业,功能多,应用广。
5. 地球坐标系随同地球自转,可看作固定在地球上的坐标系,用于描述地面观测站的空间位置;天球坐标系与地球自转无关,用于描述人造卫星的位置。
6. GPS定位中常用的坐标系有瞬时极天球坐标系、平天球坐标系、平地球坐标系、坐标系的两种定义方式与协定坐标系。
7. 岁差:由于地球近似为旋转椭球,日月对地球的引力产生力距,从而使地球自转轴在空间产生进动,即地球自转轴的方向在天球上缓慢地移动。
地球自转轴的变化引起与它垂直的赤道面的倾斜,从而使春分点变化。
这种运动取决于日月地三者的相关位置,其结果是运动十分复杂。
可以将运动分解为一个长周期变化和一系列短周期变化的叠加。
地球自转轴长周期变化约25800年绕黄极一周。
使春分点产生每年约50.2秒的长期变化称之为日月岁差。
8. 一系列短周期变化中振幅最大约9秒,周期为18.6年,这些短周期变化统称为章动。
9. 春分点除因地球自转轴方向改变引起的变化还因黄道的缓慢变化而变化,称之为行星岁差。
10. 地球瞬时自转轴在地球上随时间而变,称为地极移动,简称极移。
11. GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据而提供的。
而实用的测量成果往往是属于某一国家坐标系或者地方坐标系。
应用中必须进行转换12. CGS2000的建立使我国大地坐标框架的地心坐标精度由正负5米提高到了正负0.3米。
13. GPS定位中分别与广播星历和IGS最终精密星历相对应的时间系统是协调世界时和原子时。
卫星导航定位系统

卫星导航定位系统:探索世界的有力工具随着科技的发展,定位系统已经成为了人们生活中不可缺少的一部分。
而其中最为重要的就是。
这一系统是由多颗卫星和地面设备组成的,可以在全球范围内提供高精度的定位服务,支持交通运输、航空航天、探险等多个领域的应用。
本文将深入探究的原理、应用和未来发展。
一、原理的原理是利用卫星和地面设备之间的通信建立一组接口,通过该接口实现定位功能。
这个接口可以与探测仪器、车辆或设备的内部系统相连接,提供实时位置和速度信息,方便用户随时获取。
主流的包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的伽利略系统等。
这些系统都是以十多颗以上的卫星为基础,同时配合地面设备提供精细的导航、定位和时间同步服务。
卫星通过广播定位信号,地面设备则接收信号并计算其位置,从而实现定位功能。
二、应用在交通、航空航天、探险等领域有着广泛的应用。
在交通领域,可以帮助车辆实现导航和计算路程、车速。
同时,定位系统还可以通过移动终端或车载设备,实现智能驾驶、车辆远程监控等功能,提高了公路运输的效率和安全性。
在航空航天领域,不仅可以在飞行中提供导航和定位服务,还可以跟踪飞行器的位置和速度信息,实时更新飞行路线,提高飞行器的精度和安全性。
在探险领域,可以帮助探险者在荒野、洞穴等困难地形中快速定位和导航,以及实时分享数据和信息,保证探险的安全和顺利进行。
三、未来发展随着技术的不断发展,也将不断优化和升级,未来将会有更多功能被应用。
例如,在智能城市建设中,定位系统可以与交通灯、道路告示牌、公共交通系统等连接,形成智能的交通运输系统,提高城市的交通效率。
同时,也可以与智能手机、智能手表等连接,提供个性化的定位服务。
此外,在军事、科学探索、气象等领域,也有着广泛的应用前景。
例如,在军事领域,定位系统可以用于地面部队、舰艇和战斗机的导航、通信和智能防御,提高防御和攻击的效率。
在科学探索领域,卫星定位系统也可以用于大气层探测、地质勘探和海洋调查等方面,为科学家提供精准的数据和信息。
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(无 SA)±20~40 米 (有 SA) ±100 米 2.精密星历(后处理星历)的精度: 可达 1 厘米,只提供给特许用户 3.应对方法:精密定轨(后处理)、 相对定位或差分定位。 卫星时钟误差 GPS 测量定位是测时-测距定位系统, 所以定位精度与时钟误差密切相关。 应对方法 1.模型改正:用导航电文对 卫星钟差进行改正后,各卫星钟时与 GPS 标准时之间的差异(同步误差)可 保持在 20ns 以内。由此引起的等效距 离误差将不超过 6m。2.相对定位或差 分定位:可有效的消除美国 SA 政策引 起的星钟误差。 相对论效应对卫星钟的影响 狭义相对论观点:一个频率为 f0 的振 荡器安装飞行速度为 v 的载体上,由于 载体的运动,对地面观测者来说将产生 频率变化。 广义相对论观点:处于不同等位面的振 荡器,其频率将由于引力位不同而发生 变化。相对论效应的影响并非常数,经 改正后仍有残差,它对 GPS 时的影响最 大可达 70ns,对精密定位仍不可忽略。 狭义相对论+广义相对论 为消除相对论效应的影响,卫星上时钟 应比地面调慢约 4.5 ×0.001Hz 电离层延迟误差 由于电离层中气体分子受到太阳等天 体的射线的辐射,产生强烈的电离,形 成大量的自由电子和正离子。对卫星信 号产生影响,使信号路径发生弯曲,传 播速度也受影响。 经验模型改正方法:根据以往观测结果 所建立的模型。改正效果:差。 双频改正方法:利用双频观测值直接计 算出延迟改正或组成无电离层延迟的 组合观测量。效果:改正效果最好。 实测模型改正方法:利用实际观测所得 到的离散的电离层延迟(或电子含量), 建立模型(如内插)效果:改正效果较好 相对定位或差分定位 消除对流层延迟误差的方法 利用对流层误差修正模型加以修正: 存在模型误差和气象元素误差。 利用同步观测值求差: 相对定位或差分定位 多路径误差(直接、间接路径) 在 GPS 测量中,被测站附近的物体所反 射的卫星信号(反射波)被接收机天线 所接收,与直接来自卫星的信号(直接 波)产生干涉,从而使观测值偏离真值 产生所谓的“多路径误差”。 观测上选择合适的测站,避开易产生多 路径的环境。硬件上采用抗多路径误差 的仪器设备。数据处理上采用参数法。 观测误差:一般认为观测的分辨误差约 为信号波长的 1%。 接收机的钟差 定义:GPS 接收机一般采用石英钟,接 收机钟与理想的 GPS 时之间存在的偏 差和漂移。应对方法:1.作为未知数处 理。2.相对定位或差分定位。3.当定位 精度要求较高时,可以采用高精度的外 接频标(即时间标准)。 接收机的位置偏差 定义:接收机天线的相位中心相对测站 中心位置的偏差。应对方法:1.正确的 对中整平。2.采用强制对中装置(变形 监测时) 接收机天线相位中心偏差 接收机天线相位中心变化的改正。应对 方法:1.使用相同类型的天线并进行天 线定向(限于相对定位)2.模型改正。 载波相位观测中的整周跳变
导航电文加在测距码,测距码可加在载 波上。 伪随机码测距与载波相位测距比较
由于信号量测精度一般优于波长的 1/100,所以载波的测量精度远远高于 伪随机码。(载波相位精度可达 mm) GPS 载波相位测量的基本原理
载波相位观测值 观测值: 整周计数 IntΦ 整周未知数(整周 模糊度)N0 开 始 T0 只 能 观 察 到小数部分。整周跳变=>GPS 受干扰后 无法继续跟踪。 载波相位测量的特点 精度高,测距精度可达 0.1mm 量级。 难点:整周未知数问题,整周跳变问题。 GPS 解算过程
换到捕获 P 码的信息、全部卫星的概略 星历等。 GPS 定位原理— 概述 GPS 利用 TOA 测距以确定用户位置。借 助于对多颗卫星的 TOA 测量,便可得到 用户位置。GPS 定位的基本几何原理为 三球交会原理。
红—卫星,黄—接收机(石英钟),至少 要 4 颗,原子钟与石英钟有时间误差。 GPS 系统的定位过程可描述为: 围绕地球运转的人造卫星连续向地球 表面发射经过编码调制的连续无线电 信号,信号中含有卫星信号准确的发射 时间,以及不同的时间卫星在空间的准 确位置(由卫星运动的星历参数和历书 参数描述);卫星导航接收机接收卫星 发出的无线电信号,测量信号的到达时 间,计算卫星和用户之间的距离;用导 航算法解算得到用户的位置。 GPS 定位的基本原理 两个关键问题:如何确定卫星的位置; 如何测量出站星间距离 利用测距码测距
GPS 卫星信号结构 GPS 信号是 GPS 卫星向广大用户发送 的用于导航定位的已调波,其调制波是
卫星导航电文和测距码的组合码。
GPS 卫星信号的组成部分
载波(Carrier) L1、L2 测距码(Ranging Code) C/A 码(目前只被调制在 L1 上)民用 P(Y)码(被分别调制在 L1 和 L2 上)军用 卫星(导航)电文(Message) GPS 卫星信号的生成 原子钟(基准频率必须确定) GPS 卫星信号结构 GPS 卫星的基准频率由卫星上的原子 钟直接产生,频率为 10.23MHz。 卫星信号的所有成分均是该基准频率 的倍频或分频。 卫星(导航)电文码率: 基准频率÷204600=50Hz GPS 卫星信号结构--- 载波 作用:1.搭载其它调制信号 2.测距 3.测定多普勒频移(—测物体速度) 类 型 : 目 前 : L1 频 率 154 × f0 = 1575.43MHz;波长:19.03cm。 L2 频率 120×f0 = 1227.60MHz; 波长:24.42cm 现代化后:增加 L5 频率:115×f0 = 1176.45MHz;波长:25.48cm 特点:1.所选择的频率有利于测定多普 勒频移。2.所选择的频率有利于减弱信 号所受的电离层折射(延时)影响。3.选 择两个频率可以较好地消除信号的电 离层折射延迟(电离层折射延迟与信号 的频率有关)。两个频率差分(相减),减 掉公共部分。 GPS 卫星信号结构--- 测距码 作用:测距:通过测时实现测距。 性质:1.伪随机噪声码 PRN。2.不同的 码(包括未对齐的同一组码)间的相关 系数为 0 或 1/n(n 为码元数)。3.对齐 的同一组码间的相关系数为 1。4.GPS 信号中使用了伪随机码编码技术,识别 和分离各颗卫星信号,并提供无模糊度 的测距数据。 伪随机噪声码测距原理 卫星发射一伪随机噪声码,接收机内也 产生一伪随机噪声码,且两个码序列是 相同的 m 序列,时间也是精确同步的。 当卫星信号经过传播距离的时间延迟 ζ到达接收机,与本地复制码进行相关 处理时,移动本地码,使相关函数达到 最大值,本地码所移动的延迟就是卫星 信号的传播延迟ζ(传播时间),它乘上 光速即为所测距离。 GPS 卫星信号结构---C/A 码和 P 码 1.两种 RPN 序列,其作用相当于测距中 的定时信号。2.美国政府在 GPS 设计中 计划提供两种服务:一种为精密定位服 务(PPS)利用 P 码进行定位,只提供给 本国及其盟国的军方和得到特许的民 间用户使用,估计其定位精度为 10m。 另 一 种 为 标 准 定 位 服 务 (SPS) , 利 用 C/A 码定位,提供给民间用户使用。由 于 C/A 码作为捕获 P 码之前的前导码, 是一种粗捕获的明码,因此估计 SPS 的定位精度约为 400m。 GPS 卫星信号结构--- 导航电文 是卫星以二进码的形式发送给用户的 导航定位数据,又称为数据码(D 码)。 每帧导航电文由 1500 位组成,分为 5 个子帧。每个子帧 10 个字,每字 30 位。全部导航电文共分 25 帧,发送完 毕需要 12.5min。主要内容:向用户提 供卫星轨道参数、卫星钟参数、大气延 时改正参数、卫星状态信息、C/A 码转
相关系数为 1=>时间 绿色达到最大,两组码完全相同。 利用测距码测距的必要条件: 必须了解测距码的结构(每颗 GPS 卫星 都采用特定的伪噪声随机码) 利用测距码进行测距的优。3.可提高 测距精度。4.便于对系统进行控制和管 理(如 AS)。 载波相位测距
4 个观测量 —4 个等式 —4 个参数 几何精度衰减因子 (DOP ) 当伪距测距误差一定时,观测站与参与 定位的卫星间几何关系的差异将直接 影响定位误差。为描述卫星间的相对几 何关系,引入 DOP 的概念。 GDOP 反映了由于卫星几何关系的影响 造成的伪距测量误差与用户误差间的 比例系数。GDOP 值越小,定位效果越 好。它与所选的坐标系无关,可以作为 用户选星的主要依据。 一般地,用户到各观测 GPS 卫星联线的 张角都较大时,GDOP 值较小。或者说, 处于测站上空的 4 颗卫星形成的四面 体的体积最大时,GDOP 最小。 GPS 系统误差分析 1.轨道误差、卫星钟差、相对论效应、 Epsilon(SA)、Dither(SA)。2.电离层 折射延迟。3.对流层折射延迟。4.多路 径效应。5.天线相位中心的偏差和变 化。6.接收机钟差。7.接收机内部噪声。 主要误差源:1—卫星(无 SA)、234— 传播途径、567—接收设备。 消除或消弱各种误差影响的方法 模型改正法原理:利用模型计算出误差 影响的大小,直接对观测值进行修正。 适用情况:对误差的特性、机制及产生 原因有较深刻了解,能建立理论或经验 公式。所针对的误差源:相对论效应、 电离层延迟、对流层延迟、卫星钟差。 限制:有些误差难以模型化。 改正后观测值=原始观测值+模型改正 求差法原理:通过观测值间一定方式的 相互求差,消去或消弱求差观测值中所 包含的相同或相似的误差影响。适用情 况:误差具有较强的空间、时间或其它 类型的相关性。所针对的误差源:电离 层延迟、对流层延迟、卫星轨道误差… 限制:空间相关性将随着测站间距离的 增加而减弱。 参数法原理:采用参数估计的方法,将 系统性偏差求出来。适用情况:几乎适 用于任何的情况。限制:不能同时将所 有影响均作为参数来估计。 回避法原理:选择合适的观测地点,避 开易产生误差的环境;采用特殊的观测 方法、硬件设备,消除或减弱误差的影 响。适用情况:对误差产生的条件及原 因有所了解;可选择观测地点;具有特 殊的设备。所针对的误差源:电磁波干 扰、多路径效应。限制:无法完全避免 误差的影响,具有一定的盲目性。 卫星星历(轨道)误差 星历误差对单点定位的影响:主要取决 于卫星到接收机的距离以及用于定位 或导航的 GPS 卫星与接收机构成的几 何图形。 1.广播星历(预报星历)的精度: