GPS 介绍ppt课件
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GPS控制测量PPT课件
现代测量学
第六章 GPS控制测量
一、GPS的系统组成 GPS由空间部分、监控部分和用户接收机三部分组成。
1．空间部分 21+3颗（现有27颗）卫星组成；
六个轨道面，高度约2万km；
运行周期11h58m；
任意时刻、任意地点均可观测4 颗以上卫星。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
第六章 GPS控制测量
码长：2.35*1014bit,码元宽0.097752us(29.31m)，
码率 10.23Mbit/s,周期267天。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
五、导航电文 包括卫星星历、卫星工作状态、时间系统、轨道
摄动参数、大气改正参数、P码捕获信息等。传输一 次完整的导航电文约需12.5分。
注入站 在每颗卫星运行到上空时，把卫星星历、控 制参数和指令注入到卫星存贮器。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
第六章 GPS控制测量
3．用户接收机
基准站
移动站
双频GPS用户接收机
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
第六章 GPS控制测量
组成：天线、控制显示器、电缆、电源等部分组成。天 线安放在整置于控制点的脚架上，接收卫星信号，在控 制显示器上获得的是天线相位中心的三维坐标。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
参考站GPS接收机
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
移动站
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
移动站接收机和天线
第六章 GPS控制测量
一、GPS的系统组成 GPS由空间部分、监控部分和用户接收机三部分组成。
1．空间部分 21+3颗（现有27颗）卫星组成；
六个轨道面，高度约2万km；
运行周期11h58m；
任意时刻、任意地点均可观测4 颗以上卫星。
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现代测量学
第六章 GPS控制测量
码长：2.35*1014bit,码元宽0.097752us(29.31m)，
码率 10.23Mbit/s,周期267天。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
五、导航电文 包括卫星星历、卫星工作状态、时间系统、轨道
摄动参数、大气改正参数、P码捕获信息等。传输一 次完整的导航电文约需12.5分。
注入站 在每颗卫星运行到上空时，把卫星星历、控 制参数和指令注入到卫星存贮器。
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现代测量学
第六章 GPS控制测量
3．用户接收机
基准站
移动站
双频GPS用户接收机
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
第六章 GPS控制测量
组成：天线、控制显示器、电缆、电源等部分组成。天 线安放在整置于控制点的脚架上，接收卫星信号，在控 制显示器上获得的是天线相位中心的三维坐标。
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现代测量学
参考站GPS接收机
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现代测量技术室
现代测量学
移动站
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
移动站接收机和天线
《GPS定位系统》课件
GPS硬件构成
卫星
GPS软件构成
软件平台
GPS硬件构成
接收机
GPS软件构成
S信号传输原理
通过卫星传输GPS信号到接收机
3 GPS信号处理原理
对接收到的GPS信号进行处理和计算
2 GPS信号接收原理
接收机接收并解读GPS信号
GPS定位系统的应用
• 军事领域 • 民用领域 • 科学领域
GPS定位系统在各领域发挥着重要作用，推动了现代导航和定位技术的发展。
2 GPS定位系统的应用前景
随着技术的不断发展，GPS定位系统的应用前景将更加广阔，为人们的生活带来更多便 利。
GPS定位系统的优缺点
优点
• 便捷准确 • 大范围覆盖 • 全天候使用
缺点
• 受信号干扰 • 定位误差存在 • 隐私问题
GPS定位系统的发展前景
发展趋势
• 定位精度提升 • 应用领域拓展 • 技术与智能设备结合
发展方向
• 增强定位性能 • 解决现有问题 • 保护用户隐私
结论
1 GPS定位系统的重要性
《GPS定位系统》PPT课 件
GPS定位系统是一种使用全球卫星导航系统来确定位置的技术。通过介绍 GPS定位系统的概述、构成、工作原理、应用领域、优缺点和发展前景，本 课件将带您深入了解这一重要技术。
什么是GPS定位系统
• GPS系统概述 • GPS定位与原理 • GPS定位技术的应用领域
GPS定位系统的构成
静态GNSS测量介绍课件ppt全
4 静态GPS操作流程
4.数据下载
用串口下载数据：
用中海达接收机管理软件；可以通过串口连接方式下 载和删除文件，格式化主机。
用USB下载数据：
使用USB进行U盘拖拽式下载方式，不需传输软件；但 USB方式不能编辑或删除主机里文件。
数据下载：
4 静态GPS操作流程
串口数据线 USB数据线
5 静态GPS操作流程
GPS基线向量网的设计原则
3. 提高精度的原则
• 网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们 间的直接观测基线。
• 建立框架网。 • 最小异步环边数不大于6 。 • 适当引入高精度测距边。 • 若要进行高程拟合，水准点密度要高，分布要均匀，
且要将拟合区域包围起来。 • 适当延长观测时间，增加观测时段。 • 选取适当数量的已知点，已知点分布均匀。
• 执行主程序，启动后处理软件：选择『文件』菜单的【新 建项目】 进入任务设置窗口。在“项目名称”中输入项 目名称，同时可以选择项目存放的文件夹，“工作目录” 中显示的是现有项目文件的路径，按【确定】完成新项目 的创建工作。
HGO数据处理 项目属性设置
• 选择『文件』菜单的【项目属性】，系统将弹出项目属性设 置对话框，用户可以设置项目的细节，这里主要是对限差项 进行设置：
选点注意事项
4 静态GPS操作流程
4．为便于观测作业和今后的使用，测站应选在交通 便利、上点方便且易于保存的地方。
条件不好如何测量？ 对于控制网中的一些特殊点,如已知点、某些
待测点根本无法满足1~3条的选点要求而又必须测 量的情况下，我们可以适当的延长观测时间及事先 通过星历预报软件预测当地条件下的卫星运行情况 ，选择无遮挡方向卫星多的时候进行静态观测。
GPS的基本知识ppt课件
(f0=10.23Mz)经倍频和分频产生。154和120倍频后，分别 形成L波段的两个载波频率信号 (L1=1575.42Mz,L2=12227.60Mz), 波 长 分 别 为 19.03cm 和 24.42cm。
• 调制在L载波上的信号包括的C/A码，P码和D码,其中：
• C/A码 (粗码，对应的波长为293.1m)。
(1)选取网中一点的坐标值并加以固定，或给以适当的权； (2)网中的点均不固定，通过自由网伪逆平差或拟稳平差，确 定网的位置基准；
(3)在网中选若干点的坐标值并加以固定； (4)选网中若干点(直至全部点)的坐标值并给以适当的权。
二、外业观测方法
1、外业观测计划设计
(1)编制GPS卫星可见性预报图：利用卫星预报软件，输入测区 中心点概略坐标、作业时间、卫星截止高度角≥15°等，利用不 超过20天的星历文件即可编制卫星预报图。
(2)编制作业调度表：应根据仪器数量、交通工具状况、测区 交通环境及卫星预报状况制定作业调度表。作业表应包括：
• 观测时段(测站上开始接收卫星信号到停止观测，连续工 作的时间段)，注明开、关机时间；
• 测站号、测站名；接收机号、作业员；
二、外业观测方法
1、外业观测计划设计
2、野外观测
野外观测应严格按照GPS测量规范的技术设计要求进行。
3 GPS卫星定位的基本原理
GPS卫星定位原理是测量学中的空间距离交会方法。
S1
SS22：
• 按观测值的不同，分为伪距观测定位 和载波相位测量定位；
• 按使用同步观测的接收机数和定位解算方法来分，有单点定位 (绝对定位)和差分定位(相对定位)； • 根据接收机的运动状态可分为静态定位 和动态定位。
网的图形设计
• 调制在L载波上的信号包括的C/A码，P码和D码,其中：
• C/A码 (粗码，对应的波长为293.1m)。
(1)选取网中一点的坐标值并加以固定，或给以适当的权； (2)网中的点均不固定，通过自由网伪逆平差或拟稳平差，确 定网的位置基准；
(3)在网中选若干点的坐标值并加以固定； (4)选网中若干点(直至全部点)的坐标值并给以适当的权。
二、外业观测方法
1、外业观测计划设计
(1)编制GPS卫星可见性预报图：利用卫星预报软件，输入测区 中心点概略坐标、作业时间、卫星截止高度角≥15°等，利用不 超过20天的星历文件即可编制卫星预报图。
(2)编制作业调度表：应根据仪器数量、交通工具状况、测区 交通环境及卫星预报状况制定作业调度表。作业表应包括：
• 观测时段(测站上开始接收卫星信号到停止观测，连续工 作的时间段)，注明开、关机时间；
• 测站号、测站名；接收机号、作业员；
二、外业观测方法
1、外业观测计划设计
2、野外观测
野外观测应严格按照GPS测量规范的技术设计要求进行。
3 GPS卫星定位的基本原理
GPS卫星定位原理是测量学中的空间距离交会方法。
S1
SS22：
• 按观测值的不同，分为伪距观测定位 和载波相位测量定位；
• 按使用同步观测的接收机数和定位解算方法来分，有单点定位 (绝对定位)和差分定位(相对定位)； • 根据接收机的运动状态可分为静态定位 和动态定位。
网的图形设计
第三章GPS卫星信号幻灯片课件
GPS卫星及其信号
频率/MHz
225-400 400-2000 2000-4000 4000-8200 8200-12400 12400-18000 18000-26500 26500-40000 40000-80000
思考题
1．GPS卫星可以发射几种载波？频率和波 长各是多少？
2．确定GPS卫星载波的原因包括哪几点？ 3．GPS卫星所发射的测距码包括哪些？各
重建载波的方法: 1)、码相关法:
X(t)=A·CoS（ωt+φ) 调制 X`(t)=±A·CoS（ωt+φ) X`(t)=±A·CoS（ωt+φ) 再解调 X(t)=A·CoS（ωt+φ)
※码相关法的特点:方法简单可获得导航电文,但必须 要掌握测距码的结构。
GPS卫星及其信号
2) 、平方法(白噪声法):
L2载波(1227MHz)
导航电文(D码)
GPS信号的调制与解调
GPS卫星及其信号
3.GPS卫星的导航电文
概念：GPS卫星的导航电文（简称卫星电文），主要
包括卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状 态信息以及C/A码转到捕获P码的信息，卫星电文以二 进制码形式发给用户，故又称数据码或D码。
GPS卫星及其信号
1.GPS卫星的伪随机测距码
（1）码：码是一种表达信息的二进制数及其组合， 是一组二进制的数码序列。码可以看作是以0 和1为幅度的时间函数，用u(t)来表示。
-1
······ 信号波形
1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 ······ t 信号序列
GPS卫星及其信号
（3）第一数据块：第一子桢的第3-10字码。
GPS相对定位原理课件
可见出现在方程右端的未知数只有观测站T2 的坐标，三 差模型的优点是消除了整周未知数的影响，但使观测 方知程参的考数点量可进得一未步知减参少数。总当量观为测3(n站i-1数)，为此ni，外相，对在某组一成已三 差观测方程时，若取一观测卫星为参考卫星，并取某 一11))((历nntt--元11))为。 参为3(n考确i-1历定)，元观即，测(则站nj-三未1)(差知nt-观数1)测，方必3，程须或总满n数足t 为((nni(-jn+1i)2-1)(/n)(jn(-nj-j1-)。 说明为确定未知参数所必需的观测历元数与观测站数 无关，只与同步观测卫星数有关。
则观测站Ti至所测卫星sj的距离按泰勒级数展开并取其
一次微小项，
GPS相对定位原理
可得
ij(t)ij0lij(t)
mij(t)
Xi nij(t)Yi
Zi
j i0
Xj(t)Xi0 2Yj(t)Yi0 2Zj(t)Zi0 212
上式中Xj(t), Yj(t), Zj(t)为卫星sj于历元t的瞬时坐标。
方程，一般取一个观测站为参考点，同时取一颗观测 卫星为参考卫星。
GPS相对定位原理
如果以ni表示观测站数，以nj和nt表示所测卫星数和观测 历元数，则双差观测方程总数为(ni-1) (nj-1) nt。而待定 参数总数为3(ni-1)+ (ni-1)(nj-1)，式中第一项为待定点 坐标未知数，第二项为双差模型中出现的整周未知数
(3+nj+nt)，为了通过数据处理得到确定的解，必须满足
条件： (ni-1) nj nt (ni-1) (3+nj+nt)，由于(ni-1) 1，则
有nj nt (3+nj+nt)，即
则观测站Ti至所测卫星sj的距离按泰勒级数展开并取其
一次微小项，
GPS相对定位原理
可得
ij(t)ij0lij(t)
mij(t)
Xi nij(t)Yi
Zi
j i0
Xj(t)Xi0 2Yj(t)Yi0 2Zj(t)Zi0 212
上式中Xj(t), Yj(t), Zj(t)为卫星sj于历元t的瞬时坐标。
方程，一般取一个观测站为参考点，同时取一颗观测 卫星为参考卫星。
GPS相对定位原理
如果以ni表示观测站数，以nj和nt表示所测卫星数和观测 历元数，则双差观测方程总数为(ni-1) (nj-1) nt。而待定 参数总数为3(ni-1)+ (ni-1)(nj-1)，式中第一项为待定点 坐标未知数，第二项为双差模型中出现的整周未知数
(3+nj+nt)，为了通过数据处理得到确定的解，必须满足
条件： (ni-1) nj nt (ni-1) (3+nj+nt)，由于(ni-1) 1，则
有nj nt (3+nj+nt)，即
GPS原理 ppt课件
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的 钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差 ，在定位计算时还要受到卫星广播星历误 差的影响，在进行相对定位时大部分公共 误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大 提高，双频接收机可以根据两个频率的观 测量抵消大气中电离层误差的主要部分， 能够大大提升定位精度。
Si
Sl
• 地面部分
– 主控站：1个 – 监测站：5个 – 注入站：3个 – 通讯与辅助系统
系统组成
– 主控站 • 管理、协调地面监控系统各部分的工作 • 编算广播星历 － 轨道参数、卫星钟改正数等 • 调整卫星状态 • 调度卫星
– 监测站 • 对卫星进行跟踪观测 • 记录气象数据 • 将数据传送到主控站
i
Pk
i
Pj
l
Pj
l
Pk
Pj
•可以消去卫星钟的系统偏差 •可以消去接收机时钟的误差 •可以解算出整周模糊度
Pk
•可以消去轨道（星历）误差的影响 •可以削弱大气折射对观测值的影响
RTK 工作原理图解
（Real Time Kinematic）
为什么要向您推荐 GPS
GPS测量与经典测量方法的对比：
➢不需要相互通视 ➢观测作业不受天气条件的影响 ➢网的质量与点位的分布情况无关 ➢能达到大地测量所需要的精度水平 ➢白天和夜间均可作业 ➢经济效益显著
各卫星系统的特点
系统特征
GPS
载波频率GHz
1.23,1.58
卫星高度km
20200
卫星数
21+3
GLONASS 1.61,1.25
19100 21+3
COMPASS 2491.75
21500 30+5
GPS原理及应用PPT课件
• 该系统由5个监测站、1个主控站和3个注入站组成，设在美 国本土的科罗拉多和三大洋的美国军事基地中。
Colorado springs
55
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
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(Diego Garcia)和卡瓦
• GPS静态定位方法主要用于建立各级测量控制网，其优点 如下：
• 定位精度高，其基线的相对精度非常高 • 选点灵活、不需要造标、费用低
• 可全天候作业
• 观测处理自动化
• GPS测量工作包括控制网设计、选点埋石、野外观测和内业处 理等。
第二十九页，共40页。
一. 构建GPS控制网（网形设计、选点埋石）
2.网形设计
• 根据不同的用途，GPS网的基本形式有点连式、边连式、网 连式和边点混合连接四种（见教材P204～205）。除点连式 外，其它形式的GPS网形应用都较多。
• GPS网的设计原则
• 应通过独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的 可靠性。
• 应尽量与原有地面控制网相重合，重合点一般不少于3个， 且分布均匀。
第四页，共40页。
• GPS卫星的主要功能
• 连续不断地向地球发送 导航定位的GPS信号， 以导航电文的形式向用 户提供卫星星历表（其 中包含卫星现时的位置 及其它卫星的概略位 置）、时钟校正参数、 传播延迟参数及其它信 息。
（最主要的信息是“时间” 和“位置”）
第五页，共40页。
2.地面监控系统
相对定位?相对定位是通过测量卫星发送的电波到达两台接收机的时间差来完成的用两台同类型的接收机同步跟踪相同的4颗卫星信号对两台接收机接收到的电波信号作合成处理即可求出接收机之间的相对位置三维坐标差或基线向量只要给出了一个站点的坐标便能求得另一点的坐标
Colorado springs
55
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
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(Diego Garcia)和卡瓦
• GPS静态定位方法主要用于建立各级测量控制网，其优点 如下：
• 定位精度高，其基线的相对精度非常高 • 选点灵活、不需要造标、费用低
• 可全天候作业
• 观测处理自动化
• GPS测量工作包括控制网设计、选点埋石、野外观测和内业处 理等。
第二十九页，共40页。
一. 构建GPS控制网（网形设计、选点埋石）
2.网形设计
• 根据不同的用途，GPS网的基本形式有点连式、边连式、网 连式和边点混合连接四种（见教材P204～205）。除点连式 外，其它形式的GPS网形应用都较多。
• GPS网的设计原则
• 应通过独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的 可靠性。
• 应尽量与原有地面控制网相重合，重合点一般不少于3个， 且分布均匀。
第四页，共40页。
• GPS卫星的主要功能
• 连续不断地向地球发送 导航定位的GPS信号， 以导航电文的形式向用 户提供卫星星历表（其 中包含卫星现时的位置 及其它卫星的概略位 置）、时钟校正参数、 传播延迟参数及其它信 息。
（最主要的信息是“时间” 和“位置”）
第五页，共40页。
2.地面监控系统
相对定位?相对定位是通过测量卫星发送的电波到达两台接收机的时间差来完成的用两台同类型的接收机同步跟踪相同的4颗卫星信号对两台接收机接收到的电波信号作合成处理即可求出接收机之间的相对位置三维坐标差或基线向量只要给出了一个站点的坐标便能求得另一点的坐标
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• 三、GSP接受机分类 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11~14
•
3.1 按接收机的用途分类
地面管制部份：这是为了追踪及控制上述卫星运转，所设置的地面 管制站，主要工作为负责修正与维护 每个卫星能保持正常运转的各项参数数据，以确保每个卫星都能提供正确的讯息给使用者 接收机来接收；
使用者接收机：追踪所有的 GPS 卫星，并实时地计算出接收机所在 位置的坐标、移动速度及时间，各种 蓝牙 GPS 即属于此部份。
GPS介绍
制作人：周勇
1
制作日期：2010.11.14
目录
• 一、GPS基础知识简介-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3~9
• 六、GPS模块知名品牌介绍--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------29
• 七、辅助全球卫星定位系统介绍-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------30~37
•
7.1 A-GPS (AssistedGPS 辅助全球卫星定位系统)
•
7.2 GPS-one
•
7.3 DGPS (Difference Global Positioning System 差分全球定位系统)
•
7.4 EGPS (enhanced Global Positioning System 增强全球定位系统)
•
4.1 第三代芯片的核心软件主要功能
•
4.2 第三代芯片的硬体改进与优势特点
• 五、GSP芯片知名品牌介绍-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------18~28
5
1.3.1 GPS 卫星应用基础
GPS卫星基础 卫星，有 27 颗，距离地面20200公里。27 颗卫星有 24 颗运行，3 颗备用。这些卫星已经更新了 三代五种型号。卫星发射两种信号：L1 和L2。L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。
•Байду номын сангаас
1.1 GPS的定义
•
1.2 全球主要卫星定位系统的介绍
•
1.3 GPS的基本组成部分
•
1.3.1 GPS 卫星应用基础
•
1.3.2 GPS地面管制部份
•
1.3.3 GPS 接收机
• 二、GSP接受机的主要参数 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10
•
3.1.1 导航型接收机
•
3.1.2 测地型接收机
•
3.1.3 授时型接收机
•
3.2 按接收机的载波频率分类
•
3.2.1 单频接收机
•
3.2.2 双频接收机
• 四、GSP芯片选型（第三代芯片） -------------------------------------------------------------------------------------------------------------15~17
域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国
独霸全球战略的重要组成。
GPS包含了 27颗能持续发送
地理位置海拔高度和时间信号
的卫星，24个正常使用,3个备
用,这些卫星平均分布运行在六
个轨道上。一般来说，在地面上的
GPS接收器能接收 5～12个卫星信
美国------GPS
欧洲------伽俐略NAVSAT 俄国-----格洛纳斯GLONASS
中国----北斗 4
1.3 GPS的基本组成部分
GPS系统由三部分组成： 太空卫星部份：由 24 颗绕极使用卫星所组成，分成六个轨道，运行于约 20200 公里的高空，绕行地球一
周约 12 小时。每个卫星均持续着发射载有卫星轨道数据及时间的无线电波，提供地球的 各种接收机用。
2
•
7.5 SBAS (Satellite-Based Augmentation System 基于卫星的增强系统)
一、GPS基础知识简介
1.1 GPS的定义
GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是
20
世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领
号，而为了获得地面上的定位标，
GPS 导航至少需要 4 个卫星信
号，三个用来确定 GPS 接收 器
的纬度、经度和海拔高度，第
3
四个则提供同步校正时间。
1.2 全球主要卫星定位系统的介绍
目前全球卫星定位系统有四个： 美国------GPS：也就是我们上面介绍的，从所周所。
欧洲------伽俐略NAVSAT：伽俐略系统包括 30 颗导航卫星，伽利略确定方位的误差仅 1米；
俄国-----格洛纳斯GLONASS：系统目前共有 15 颗处于工作状态的卫星，由于星座不能保持足够的数 目，影响了其正常功能的发挥，预计2010年底增加到24颗。
中国----北斗：是双星系统，只能定位自己国家和附近的地区，而且目前只用于军方，只有6颗卫星。 预计2020年完成全球定位。
各卫星导航系统示意图