gps全球导航卫星系统考试重点制式归纳大全
15页1、考试重点1,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)是一种空间无线电定位系统,包括一个或多个卫星星座,为支持预定的活动需要而加以扩大,可为地球表面、近地表和地球外空任意地点用户提供24小时三维位置、速率和时间信息。其突出优点是经济实用。2,卫星导航系统有两个核心组成部分:(1),全球定位系统(由美国运行管理)*研究重点*(2),全球轨道导航卫星系统即轨道导航系统(俄罗斯联邦运行管理)。补充:建设中的伽利略;中国的“beidou 1 2”3,衡量一个卫星导航定位系统性能优劣的四项技术指标: 4,接收机利用相关分析原理测定调制码由卫星传播至接收机的时间,再乘上电磁波传播的速度便得距离,由于所测距离受大气延迟和接收机时钟与卫星时钟不同步的影响,它不是几何距离,故称之为“伪距”5,GPS定位原理:GPS定位时,把卫星看成是“飞行”的已知控制点,利用测量的距离进行空间后方交会,便得到接收机的位置。卫星的瞬时坐标可以利用卫星的轨道参数计算。GPS定位包括 单点定位 和 相对定位 两种方式 影响GPS定位的精度有两个因素:一个是观测误差;
2、一个是定位几何因素。6,GPS特点:同其它导航系统相比:(1),全球地面(范围内)连续覆盖 (2),功能多,精度高(3),实时定位速度快 (4),抗干扰性能好,保密性强(5),静态定位观测效率高,应用广泛相对于经典测量技术:(1),观测站之间无需通视,但其上空仰角范围内不能有障碍物(2),定位精度高(3),提供三维坐标(注意平面和高程精度不一样啊!)(4),观测时间短,效率高(5),操作简便,自动化程度高(6),成本低,经济效益高(7),全天候作业7,美国政府的限制性政策:(1)对不同的GPS用户,分别提供两种不同精度的定位服务(2)实施选择可用性政策,即SA政策(于2000年5月1日取消)(3)实施反电子欺骗防护措施,即A-S措施限制性政策下非特许用户的应对策略:一、建立独立的GPS测轨系统二、研究、开发差分GPS(DGPS-Differential GPS)定位系统 三、建立独立的导航定位系统四、开发GPS与GLONASS兼容接收机;开发GPS、GLONASS与Galileo相兼容接收机8,讨论:(1)SA政策取消的原因(2)GPS、GLONASS、GALILEO和北斗导航(双星导
3、航)将来的发展谁主沉浮?(3)GPS能否代替常规仪器9,GPS组成:由三部分组成,空间部分;地面部分;用户部分 10,GPS卫星星座:设计星座:21+3;21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星;6个轨道面,平均轨道高度20200km,轨道倾角55 ,周期11h 58min(顾及地球自转,地球-卫星的几何关系 每天提前4min重复一次);保证在24小时,在高度角15以上,能够同时观测到4至8颗卫星 11,地面部分:组成:主控站(1个)、跟踪站(5个)和注入站(3个)作用:监测和控制卫星运行,编算卫星星历(导航电文),保持系统时间等。12,地面监控系统工作流程:13,开普勒轨道6参数或开普勒轨道6根数:它们的大小取决于卫星的发射条件 为轨道椭圆长半轴 为轨道椭圆偏心率,这两个确定了开普勒椭圆的形状和大小 i为轨道面倾角 为升交点赤经,这两个唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向 ws为近地点角距,表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向Fs为卫星的真近点角14,导航电文的主要内容:它包含该卫星的星历(Satellite Vehicle Ephemeris),卫星工作状况(Satelli
4、te Vehicle Heath),系统时间(System Time),时钟改正(Clock Correction Parameters) ,轨道摄动改正(Perturbed Orbit Correction Parameters),电离层时延改正即电离层折射参数(Ionospheric Delay Model Parameters),大气折射改正,由C/A码捕获P码的信息,卫星的概略星历等导航信息。载波相位测量的基本观测方程:设在标准时间为ta,卫星钟读数为ta的瞬间,卫星发出的载波信号相位为j(ta),该信号在标准时间tb到达接收机。根据波动方程,其相位应保持不变,即在标准时间tb,读数为tb ,接收机接收到的来自卫星的载波信号的相位为j(ta),由接收机所产生的基准信号的相位为j(tb),于是得:j =j(R)-j(S) =j(ta)-j(tb) ta =a- vta tb =b-v tb经过振荡器产生的信号的相位满足:j(t+t)=j(t)+ft,j(tb)=j(ta)+f(tb-ta),将带入得j(tb)=j(ta)+f(tb-ta)-j(ta)= f(tb-ta)=j+N0
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