GPS介绍
gps星座轨道参数

gps星座轨道参数1.引言1.1 概述概述部分的内容是对GPS星座轨道参数这个主题进行简要介绍。
在这一部分,我们可以提到GPS星座是由一组卫星组成的系统,其目的是为全球定位系统(GPS)提供准确的定位信息。
每颗卫星都绕地球以特定的轨道运行,这些轨道参数对于GPS系统的正常运行至关重要。
GPS星座轨道参数包括卫星的轨道高度、轨道倾角、升交点经度以及轨道偏心率等。
轨道高度决定了卫星与地球之间的距离,而轨道倾角则影响了卫星在天空中的位置。
升交点经度表示了卫星轨道与地球赤道的交点位置,而轨道偏心率则反映了卫星轨道的离心程度。
通过精确控制GPS星座轨道参数,可以保证卫星系统的稳定性和可靠性。
这些轨道参数的调整需要考虑许多因素,如地球引力、大气阻力和其他卫星的相互干扰等。
同时,精确的轨道参数还能够为GPS用户提供更准确的定位和导航服务。
在本文中,我们将详细介绍GPS星座轨道参数的相关知识,并分析其对于GPS系统性能的影响。
通过深入探讨这些参数的特点和调整方法,我们旨在为读者提供更全面、准确的了解,并为相关领域的研究和应用提供参考依据。
1.2 文章结构文章结构部分内容如下:文章结构部分将介绍本文的组织结构和章节安排,以帮助读者更好地了解全文的内容。
本文共分为三个部分:引言、正文和结论。
在引言部分,我们将概述本文的主题和背景,并说明本文的目的。
首先,我们将简要介绍GPS星座和其在定位导航系统中的重要性。
接下来,我们将阐述全文的目标和意义,以引发读者的兴趣并概括本文的核心内容。
正文部分是本文的主体部分,分为两个小节:GPS星座和轨道参数。
在GPS星座小节中,我们将详细介绍GPS星座的概念、构成和功能。
我们将讨论GPS星座的组成要素,包括卫星和地面控制部分,并解释它们在GPS系统中的作用。
然后,我们将深入探讨轨道参数的重要性和定义,并解释它们对GPS星座的影响。
结论部分将对本文进行总结并展望未来的发展方向。
我们将概括本文的主要观点和结论,并提供一些关于GPS星座轨道参数研究的展望。
GPS协议详解

GPS协议详解协议名称:GPS协议详解一、引言GPS(全球定位系统)协议是一种用于定位和导航的协议,通过卫星信号来确定地理位置和时间信息。
本协议旨在详细介绍GPS协议的工作原理、数据格式和通信流程,以便读者全面了解GPS技术。
二、协议概述GPS协议是一种规定了GPS设备与接收器之间通信方式和数据格式的协议。
它定义了数据的传输方式、数据内容以及数据的解析方法,确保GPS设备能够准确地获取卫星信号并解析出位置和时间信息。
三、GPS协议的工作原理1. GPS信号接收:GPS设备通过接收卫星发射的无线信号来获取定位信息。
卫星信号中包含有关卫星位置、时间、纠偏等信息。
2. 数据解析:GPS设备将接收到的信号解析成可用的数据。
解析过程包括解析卫星信号、计算卫星位置、计算接收器位置等。
3. 数据传输:GPS设备将解析后的数据传输给接收器。
数据传输方式可以是串口、USB、无线等。
4. 数据处理:接收器接收到GPS设备传输的数据后,进行进一步的处理,包括数据过滤、纠正、计算等。
5. 数据输出:接收器将处理后的数据输出给用户,通常以文本、数字或图形的形式呈现。
四、GPS协议的数据格式1. NMEA 0183协议:NMEA 0183是一种常用的GPS数据格式,它定义了一系列的语句(Sentence)来传输GPS数据。
常见的语句包括GGA(定位信息)、RMC(推荐定位信息)和VTG(地面速度信息)等。
2. RTCM协议:RTCM是一种用于差分GPS定位的协议,它定义了一系列的差分数据格式,用于提高GPS定位的精度。
3. SiRF协议:SiRF是一种常用的GPS芯片厂商,它定义了一种特定的数据格式,用于与其GPS芯片进行通信。
五、GPS协议的通信流程1. 初始化:接收器与GPS设备建立通信连接,并发送初始化命令,包括波特率、数据格式等。
2. 数据请求:接收器向GPS设备发送数据请求命令,要求获取特定的GPS数据。
3. 数据传输:GPS设备将请求的数据通过指定的通信方式传输给接收器。
gps测量仪器坐标放样使用方法

GPS测量仪器坐标放样使用方法GPS(全球定位系统)是一种利用卫星信号进行地理定位的技术,广泛应用于测量、导航、地图制作等领域。
GPS测量仪器是一种专门用于测量和记录位置信息的设备,其在工程施工中起到了重要的作用。
本文将介绍GPS测量仪器的坐标放样使用方法,帮助读者更好地使用该设备进行工作。
1. 选择合适的GPS测量仪器在进行坐标放样之前,首先应该确保所选的GPS测量仪器符合工作要求。
根据具体测量任务的需求,选择适合的仪器型号和参数。
一般来说,仪器应具备较高的测量精度、稳定性和可靠性。
2. 设置基准点在进行坐标放样之前,需要先设置基准点。
基准点是已知坐标的点,用于作为测量起点和参考点。
通常,基准点的坐标可以通过其他测量方法(如传统测量法、全站仪等)获取,或者从地图或GPS导航设备上获取。
3. 打开GPS测量仪器根据GPS测量仪器的操作说明,正确打开设备。
通常,设备背面会有一个开关或按键,按下该开关或按键,设备会进入工作状态。
此时,GPS测量仪器会开始搜索卫星信号,并显示当前位置的坐标信息。
4. 搜索卫星信号GPS测量仪器需要通过卫星信号来定位和测量位置信息。
在使用GPS测量仪器进行坐标放样之前,需要等待仪器搜索到足够数量的卫星信号。
一般来说,至少需要搜索到三颗卫星信号才能进行有效的定位。
在仪器上方可能有一个天线,保持天线与卫星视线的畅通,可以提高卫星信号的接收质量。
5. 记录当前位置坐标当GPS测量仪器搜索到足够数量的卫星信号后,仪器会自动计算并显示当前位置的坐标信息。
将当前位置的坐标信息记录下来,作为测量数据的一部分。
一般来说,GPS测量仪器会提供数据记录的功能,可以将测量数据保存到存储设备或导出到计算机进行后续处理。
6. 移动并记录其他位置坐标在记录了基准点和当前位置坐标后,可以根据需要移动到其他位置,并记录相应的坐标。
移动的过程中,GPS测量仪器会不断更新当前位置的坐标信息。
根据测量任务和要求,在到达目标位置后,需要等待一段时间,确保仪器稳定并获取到准确的坐标信息,然后将该位置的坐标记录下来。
工地 gps

工地GPS简介在工地施工过程中,准确的定位和导航是至关重要的。
工地GPS系统是一种用于定位和导航的先进技术,它利用卫星信号来确定地理位置,并为用户提供准确的导航指引。
本文将介绍工地GPS系统的原理、应用和优势。
原理工地GPS系统基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)技术。
GPS系统由一系列卫星组成,这些卫星围绕地球轨道运行,向地面发射无线电信号。
工地GPS接收器通过接收卫星发射的信号,计算出接收器的地理位置坐标。
工地GPS系统的原理基于三角测量法。
接收器接收到来自卫星的信号后,通过比较信号到达时间的差异,可以计算出接收器与卫星之间的距离。
通过同时与多颗卫星通信,接收器可以得出自身的准确位置。
应用工地GPS系统在工程施工中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景:定位与导航工地GPS系统可以准确地定位工地内的机械设备和工人。
通过安装GPS接收器,管理人员可以随时掌握设备和人员的位置信息。
这样,他们可以更好地安排施工计划,提高工作效率。
工地GPS系统还可以提供准确的导航指引。
工人可以通过设备上的导航功能,找到施工现场,并选择最佳的路线到达目的地。
这对于大型工地或复杂的建筑项目尤为重要。
安全监控通过工地GPS系统,管理人员可以实时监控工地内的设备和人员。
他们可以设置安全区域,并在设备或人员离开该区域时收到警报。
这有助于预防偷盗事件或工人意外离开施工区域。
此外,工地GPS系统还可以记录工人和设备的活动轨迹。
如果发生事故或纠纷,管理人员可以查看历史轨迹数据,获取相关证据。
测量与绘图工地GPS系统可以用于测量和绘图。
通过将GPS接收器安装在测量仪器上,测量人员可以更轻松地获取现场实际测量数据。
这种方法比传统的测量方法更准确、高效。
在建筑设计阶段,工地GPS系统还可以用于绘制施工图纸。
通过将接收器安装在绘图仪器上,工程师可以轻松获得准确的地理坐标,快速生成工地的数字化平面图或三维模型。
GPS测试知识介绍

NEMA-0813
• $GPGGA,031249.000,3110.6697,N,12124.7333,E,1,10,0.9,49.4,M,8.0,M,,0000*55 • $GPGSA,A,3,21,22,12,14,24,09,15,05,30,18,,,1.8,0.9,1.5*37 • $GPRMC,031249.000,A,3110.6697,N,12124.7333,E,0.09,135.21,230608,,,A*6C • $GPGGA,031250.000,3110.6698,N,12124.7333,E,1,10,0.9,48.5,M,8.0,M,,0000*52 • $GPGSA,A,3,21,22,12,14,24,09,15,05,30,18,,,1.8,0.9,1.5*37 • $GPRMC,031250.000,A,3110.6698,N,12124.7333,E,0.11,104.96,230608,,,A*6C • $GPGGA,031251.000,3110.6698,N,12124.7334,E,1,10,0.9,47.6,M,8.0,M,,0000*58 • $GPGSA,A,3,21,22,12,14,24,09,15,05,30,18,,,1.8,0.9,1.5*37 • $GPGSV,3,1,11,18,84,030,35,09,58,035,42,22,45,319,41,12,36,125,37*74 • $GPGSV,3,2,11,05,36,147,37,21,33,209,39,14,25,289,21,30,21,168,34*76 • $GPGSV,3,3,11,15,17,074,34,24,08,175,24,26,03,078,15*48 • $GPRMC,031251.000,A,3110.6698,N,12124.7334,E,0.11,107.31,230608,,,A*64 • $GPGGA,031252.000,3110.6699,N,12124.7334,E,1,10,0.9,46.8,M,8.0,M,,0000*55 • $GPGSA,A,3,21,22,12,14,24,09,15,05,30,18,,,1.8,0.9,1.5*37 • $GPRMC,031252.000,A,3110.6699,N,12124.7334,E,0.12,116.84,230608,,,A*6B • $GPGGA,031253.000,3110.6700,N,12124.7335,E,1,09,1.1,46.1,M,8.0,M,,0000*5C • $GPGSA,A,3,21,22,12,24,09,15,05,30,18,,,,2.1,1.1,1.7*33 • $GPRMC,031253.000,A,3110.6700,N,12124.7335,E,0.10,125.55,230608,,,A*64 • $GPGGA,031254.000,3110.6700,N,12124.7335,E,1,09,1.1,45.5,M,8.0,M,,0000*5C
gps辐射

GPS辐射GPS(全球卫星定位系统)是一种广泛应用于多个行业的卫星导航系统,通过使用一组卫星来确定地球上的位置和时间信息。
然而,有一种对GPS系统存在许多疑问和担忧的话题:GPS辐射。
本文将介绍GPS辐射的定义、影响与安全等相关内容。
1. GPS辐射的定义GPS辐射是指由GPS设备产生的电磁辐射。
这种辐射是通过GPS接收器发送和接收无线电信号的过程中产生的,它主要是无线电频率的电磁波。
2. GPS辐射的影响2.1 健康影响有人担心GPS辐射可能对人体健康产生负面影响。
然而,大多数科学研究认为,GPS辐射并不会对人体健康产生明显的危害。
根据世界卫生组织的研究,GPS辐射的强度通常非常低,不足以对人体组织产生显著影响。
2.2 环境影响除了对人体健康的影响外,GPS辐射有时也被认为对环境产生负面影响。
有人担心,GPS辐射可能会对野生动植物、生态系统和天文观测等方面造成干扰。
然而,目前还没有充分的科学证据证明GPS辐射会对环境产生重大的影响。
3. GPS辐射的安全性由于GPS辐射的强度通常非常低,因此正常使用GPS设备时并不需要过于担心辐射安全问题。
正常使用的GPS设备会遵守相关的国家和国际辐射安全标准,确保辐射水平低于可接受的安全限制。
4. 减少GPS辐射暴露的方法尽管GPS辐射通常被认为是安全的,但对于那些对辐射敏感或特别担心辐射的人来说,以下方法可以帮助减少GPS辐射的暴露水平:•尽可能远离GPS设备:尽量保持一定距离,减少直接接触辐射源的时间。
•减少使用时间:限制GPS设备的使用时间,如果没有必要,尽量避免长时间持续使用。
•使用辐射防护设备:一些产品市场上提供了用于减少辐射暴露的防护设备,如手机防辐射贴,可以考虑使用。
5. 结论整体而言,GPS辐射通常被认为是安全的,对人体健康和环境的影响较小。
然而,对于对辐射敏感的人来说,减少GPS设备的使用时间和与设备的距离,以及使用辐射防护设备都是减少辐射暴露的有效方法。
GPS差分定位原理与解算方法介绍
GPS差分定位原理与解算方法介绍导语:全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
它的差分定位原理和解算方法是GPS定位精度提高的重要手段。
本文将从基本原理、差分定位方法和解算流程三个方面进行介绍,希望能带给读者更深入的了解。
一、GPS差分定位的基本原理GPS差分定位技术主要通过消除卫星信号传输过程中的时间延迟和误差,提高定位的精度。
其基本原理如下:1.1 卫星信号传输的时间延迟在GPS定位过程中,卫星信号需要经过大气层的传输。
然而,大气层中存在电离层和对流层等不均匀介质,会导致信号的传输速度和路径发生变化,从而引起时间延迟。
这种时间延迟是影响GPS定位精度的主要因素之一。
1.2 接收机和卫星钟差接收机和卫星钟差也会对GPS定位的精度产生影响。
接收机钟差是指接收机内部时钟的不准确性,而卫星钟差是指卫星内部时钟的不准确性。
误差累积后,会使GPS定位出现较大的误差。
二、GPS差分定位的方法GPS差分定位的方法有静态差分定位和动态差分定位两种。
2.1 静态差分定位静态差分定位主要适用于定位场景相对固定的情况,如建筑物测量和基础设施监测等。
它的工作原理是通过一个称为参考站(Reference Station)的固定GPS接收机对已知位置进行定位,并计算多普勒、钟差和大气层延迟等误差参数。
然后,通过无线通信将这些参数传输给移动接收机,移动接收机利用这些参数进行定位。
2.2 动态差分定位相对于静态差分定位,动态差分定位更适用于移动环境中的定位,如汽车导航和船舶定位等。
动态差分定位的关键是实时计算接收机位置的误差参数,并将其发送给移动接收机进行定位。
通常,这种方法需要两个或更多的接收机组成一个虚拟基线,并使用这些接收机之间的数据进行定位。
三、GPS差分定位的解算流程GPS差分定位的解算流程包括差分基准站的建立、测量数据的采集和处理。
3.1 差分基准站的建立差分基准站是差分定位的核心组成部分,它记录了精确的位置和时间信息,并对卫星信号进行实时观测和处理。
GPS定位技术的使用方法和注意事项
GPS定位技术的使用方法和注意事项引言:GPS(全球定位系统)已经成为我们日常生活中广泛应用的定位技术,不仅在导航领域得到了广泛应用,还在其他诸如运输、物流、射频识别、农业和环境监测等领域发挥着重要作用。
本文将介绍GPS定位技术的使用方法和注意事项,以帮助读者更好地理解和应用GPS定位技术。
一、GPS定位技术的原理GPS定位技术是利用地球上的卫星系统,通过接收卫星发出的信号来确定一个特定位置的技术。
GPS定位系统由三个关键组件构成:卫星组成的星座,地面站和用户设备。
二、GPS定位技术的使用方法1. 确定信号强度:在使用GPS定位技术前,我们需要确定信号的强度。
在开放的区域,GPS信号通常很强,但在高楼大厦、深山、室内或其他有障碍物的地方,信号会受到干扰,在这种情况下,我们应尽量选择开阔的地方使用GPS。
2. 选择适当的设备:根据使用场景的不同,我们可以从手机、车载导航、手持式导航仪等多种设备中选择合适的GPS设备。
手机通常是最常用的GPS定位设备,但在一些特殊场景下,可能需要使用专业的设备来获取更准确的定位信息。
3. 学习使用设备的功能:不同的GPS设备可能具有不同的功能和操作方式。
在使用GPS设备前,我们应该仔细阅读设备的说明书,学习如何使用设备的各种功能,以便更好地利用GPS技术。
4. 确定目标位置:根据我们要定位的目标位置,我们可以在设备上输入相应的地址信息或坐标,GPS设备就能够根据这些信息确定目标位置,并给出导航指引。
5. 跟随导航指引:一旦我们输入了目标位置信息,GPS设备将给出详细的导航指引。
我们只需按照导航指示前进,GPS设备会实时更新定位并提供正确的导航信息,以确保我们准确到达目的地。
三、GPS定位技术的注意事项1. 隐私问题:GPS定位技术在为我们提供便利的同时,也可能涉及到个人隐私问题。
在使用GPS设备时,我们应注意保护个人信息,避免将位置信息泄露给不需要的人。
2. 信号干扰:GPS信号可能受到建筑物、山脉、树木等因素的干扰,从而导致定位不准确。
gps测量仪器怎么测坐标信息
GPS测量仪器如何测量坐标信息GPS(全球定位系统)是一种用于确定地球上任何点的位置和时间的技术。
它通过使用卫星系统来提供精确的地理位置信息。
在现代导航、地图、定位和其他应用中被广泛使用。
GPS测量仪器是用于测量地理坐标信息的设备,下面将介绍如何使用GPS测量仪器来测量坐标信息。
步骤一:准备在开始之前,确保你所使用的GPS测量仪器已经安装了卫星接收器,并且能够捕获卫星信号。
此外,确认设备已连接到电源并具备足够的电量以进行测量。
在进行测量之前,最好将设备放置在开阔的地方,远离大型建筑物、树木和其他可能影响信号接收的物体。
步骤二:打开设备并定位卫星信号现在,打开GPS测量仪器,并等待设备捕获卫星信号。
这可能需要几秒钟或几分钟,具体时间取决于信号强度和设备性能。
在等待的过程中,尽量保持设备静止,以确保获得更准确的测量结果。
步骤三:选择适当的定位模式GPS测量仪器通常提供几种定位模式,如实时差分(RTK)、实时定位(RT)、测绘单点(HR)等。
选择适合你测量需求的模式。
如果需要更高的精度,建议选择差分定位模式。
步骤四:开始测量一旦设备成功捕获到卫星信号并选择了适当的定位模式,你可以开始进行测量。
按照设备的操作说明,选择开始测量或记录位置的选项。
设备将开始记录当前位置的坐标信息。
步骤五:等待测量结果在你完成测量后,设备将开始处理数据并计算出测量结果。
这可能需要几秒钟或几分钟的时间,具体取决于设备的处理速度和定位模式。
在等待期间,尽量保持设备放置在相同的位置,以确保测量结果的准确性。
步骤六:查看坐标信息一旦测量结果计算完成,你可以在设备的显示屏上查看测量得到的坐标信息。
通常,测量结果将以经度和纬度的形式显示。
你还可以使用设备上的其他功能,如导出数据或将其传输到计算机进行进一步的分析和处理。
步骤七:记录或导出数据如果需要,你可以记录测量得到的坐标信息。
这可以通过将数据手动记录到纸上或使用设备上的存储功能来完成。
测绘技术中的GPS定位和INS导航方法介绍
测绘技术中的GPS定位和INS导航方法介绍随着科技的飞速发展和社会的进步,测绘技术在各个领域得到了广泛的应用。
其中,GPS定位和INS导航方法作为实现精确定位和导航的关键技术,无疑是测绘领域中不可或缺的一个环节。
本文将对这两种方法进行介绍,并探讨其在测绘技术领域中的应用。
一、GPS定位GPS(全球定位系统)利用一系列的卫星和地面接收设备来确定地面上的位置。
通过接收多颗卫星发出的微弱信号,并通过差分处理和精确时钟,可以获得非常精准的位置定位。
GPS定位无疑是现代测绘领域中一项重要的技术。
1. GPS定位原理GPS系统由卫星部分和接收设备组成。
卫星部分包括至少24颗工作卫星,它们分布在地球轨道上。
接收设备则是安装在地面上的设备。
接收设备通过接收卫星发出的信号,并利用三角定位原理计算位置。
2. GPS定位方法GPS定位方法主要有单点定位、差分定位和动态定位等几种。
单点定位是指利用单一接收器进行GPS定位,其精度在10米左右。
差分定位则是通过与至少一台已知位置的参考站进行通信,在接收设备上进行微小的修正,从而获得更高的位置精度。
动态定位则是在移动中进行GPS定位,通过与接收到的连续信号进行处理,可以实现高精度的定位。
3. GPS定位的应用在测绘领域中,GPS定位广泛应用于地理信息系统(GIS)和地形测量等方面。
通过利用GPS定位,可以精确测量地球上的各个点的位置,从而构建出准确的地图和地形模型。
二、INS导航INS(惯性导航系统)通过测量和集成三个轴线上的速度和加速度信息,来确定载体的姿态和位置。
INS导航是一种不依赖于外部参考物的导航方法,具有高精度、高可靠性的优点,被广泛应用于航空、航海、航天等领域。
1. INS导航原理INS导航系统主要由加速度计和陀螺仪组成。
加速度计用于测量载体在三个轴向上的加速度,陀螺仪则用于测量载体的角速度。
通过积分计算速度和位移,可以确定载体的位置和姿态。
2. INS导航方法INS导航方法主要有地面对准法和空中对准法。
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GPS系统GPS概述GPS即全球定位系统(英文名:Global Positioning System),又称全球卫星定位系统,中文简称为“球位系”,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统,结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。
GPS是美国从本世纪70 年代开始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
目前全球定位系统是美国第二代卫星导航系统,使用者只需拥有GPS终端机即可使用该服务,无需另外付费。
GPS信号分为民用的标准定位服务(SPS,Standard Positioning Service)和军规的精确定位服务(PPS,Precise Positioning Service)两类。
由于SPS 无须任何授权即可任意使用,原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击,故在民用讯号中人为地加入误差(即SA政策,Selective Availability)以降低其精确度,使其最终定位精确度大概在100米左右;军规的精度在十米以下。
2000年以后,克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。
因此,现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
GPS构成GPS系统由监控中心和移动终端组成。
监控中心由通讯服务器及监控终端组成,通讯服务器由主控机、GSM/GPRS接受发送模块组成。
移动终端由GPS接收机,GSM收发模块,主控制模块及外接探头等组成。
事实上GPS定位系统是以GSM、GPS、GIS组成具有高新技术的“3G”系统。
GPS系统包括三大部分: 空间部分—GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座,其中21颗是工作卫星,3颗是备份卫星);地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS 信号接收机。
1.空间部分GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星,3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。
GPS的卫星因为大气摩擦等问题,随着时间的推移,导航精度会逐渐降低。
2. 地面控制系统地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。
地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。
3.用户设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。
其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。
当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。
根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。
接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。
GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。
接收机一般采用机内和机外两种直流电源。
设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。
在用机外电源时机内电池自动充电。
关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。
目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。
其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。
GPS原理GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。
具体来讲,GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。
GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。
C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。
而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。
前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
GPS种类GPS卫星接收机种类很多,1 按接收机的型号分类测地型全站型定时型手持型集成型;2 按接收机的用途分类导航型接收机此类型接收机主要用于运动载体的导航,它可以实时给出载体的位置和速度。
这类接收机一般采用C/A码伪距测量,单点实时定位精度较低,一般为±10m,有SA影响时为±100m。
这类接收机价格便宜,应用广泛。
根据应用领域的不同,此类接收机还可以进一步分为:车载型——用于车辆导航定位;航海型——用于船舶导航定位;航空型——用于飞机导航定位。
由于飞机运行速度快,因此,在航空上用的接收机要求能适应高速运动。
星载型——用于卫星的导航定位。
由于卫星的速度高达7km/s以上,因此对接收机的要求更高。
测地型接收机测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。
这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位,定位精度高。
仪器结构复杂,价格较贵。
授时型接收机这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时,常用于天文台及无线电通讯中时间同步。
3 按接收机的载波频率分类单频接收机单频接收机只能接收L1载波信号,测定载波相位观测值进行定位。
由于不能有效消除电离层延迟影响,单频接收机只适用于短基线(<15km)的精密定位。
双频接收机双频接收机可以同时接收L1,L2载波信号。
利用双频对电离层延迟的不一样,可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响,因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。
4 按接收机通道数分类GPS接收机能同时接收多颗GPS卫星的信号,为了分离接收到的不同卫星的信号,以实现对卫星信号的跟踪、处理和量测,具有这样功能的器件称为天线信号通道。
根据接收机所具有的通道种类可分为:多通道接收机序贯通道接收机多路多用通道接收机5 按接收机工作原理分类码相关型接收机码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。
平方型接收机平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号,通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差,测定伪距观测值。
混合型接收机这种仪器是综合上述两种接收机的优点,既可以得到码相位伪距,也可以得到载波相位观测值。
干涉型接收机这种接收机是将GPS卫星作为射电源,采用干涉测量方法,测定两个测站间距离。
经过20余年的实践证明,GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。
GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
GPS特点GPS全球定位系统的主要特点:(1)全球、全天候工作.(2)定位精度高。
单机定位精度优于10m,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
(3)观测时间短随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,目前,20KM以内相对静态定位,仅需15-20分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟,然后可随时定位,每站观测只需几秒钟。
(4)功能多,应用广。
GPS应用全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
(4)GPS预警器GPS预警器是通过GPS卫星在GPS预警器中设定坐标来完成的,比如遇到一个电子眼,然后通过相关设备在电子眼的正下方设立一个坐标,这样,使得装上这个坐标点数据的预警器到达这个点时,在达到坐标点的前300米左右就会开始预警,告诉车主前面有电子眼测速,不能超速驾驶,这样就起到一个预警作用。
这样的准确率跟数据点的多少是有关系的,主要就是利用卫星的定位来实现了。
这种利用电子眼的经纬度信息进行预警的方式,关键在于电子眼数据的及时更新.这种产品的缺点在于不能测到流动性测速,目前有些反测速型的GPS导航仪,如凯旋智能预警GPS,配有反测速雷达机系统,GPS预警和反测速雷达机预警,两套系统同时工作,能够全面的实现电子眼预警的功能.全球四大GPS系统美国GPS:由美国国防部于20世纪70年代初开始设计、研制,于1993年全部建成。
1994年,美国宣布在10年内向全世界免费提供GPS使用权,但美国只向外国提供低精度的卫星信号。
据信该系统有美国设置的“后门”,一旦发生战争,美国可以关闭对某地区的信息服务。
欧盟“伽利略”:1999年,欧洲提出计划,准备发射30颗卫星,组成“伽利略”卫星定位系统。
2009年该计划正式启动。
俄罗斯“格洛纳斯”:尚未部署完毕。
始于上世纪70年代,需要至少18颗卫星才能确保覆盖俄罗斯全境;如要提供全球定位服务,则需要24颗卫星。
中国北斗卫星导航系统(BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System):是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。