GPS测量原理及应用各章知识点总结
10页1、GPS测量原理及应用各章知识点总结桂林理工大学 测绘08-1 JL (纯手打)第一章绪论1、GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性、全球性、全天候、连 续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各个用户提供三维坐标和时间。2、GPS卫星位置采用 WGS-84大地坐标系3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。4、 GPS基本参数为:卫星颗数为21+3,卫星轨道面个数为6,卫星高度为20200km,轨 道倾角为55度,卫星运行周期为11小时58分,在地球表面任何时刻,在高度较为 15度 以上,平均可同时观测到6颗有效卫星,最多可以达到 9颗。5、应用双定位系统的优越性:能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机,简称为双系统卫星接收机。(1)增加接收卫星数。这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业(2)提高效率。观测卫星数增加,所以求解整周模糊度的时间缩短,从而减 少野外作业时间,提高了生产效率。(3)提高定位的可靠性和精度。因观测的卫星数增加,用于定位计算的卫星数增加, 卫星几何分布也更好,所
2、以提高了定位的可靠性和精度。6在GPS信号导航的定位时,为了解算测站的三维坐标,必须观测4颗(以上)卫星,称为定位星座。7、 PRN卫星所采用的伪随机噪声码8、在导航定位测量中,一般采用 PRN编号。9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做 C/A码(又叫S码),用于精密定位的精密测 距码叫P码10、GPS系统中各组成部分的作用:卫星星座1、向广大用户发送导航定位信息。2、 接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息,并通过GPS信号电路,适时的发 送给广大用户。3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令,适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。地面监控系统 地面监控系统包括1个主控站,3个注入站和5个监测站。1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。2、保持各卫星处于同一时间。GPS接收机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 接收机的结构非为天线单元和接收单元两大部分。作用:能够捕获按一定卫星高度截止角多选择的待测卫星信号,并跟踪这些卫星的运行, 对说接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量
3、出 GPS信号从卫星到接收机天 线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时的计算出测站三位位置,甚至三 位速度时间。10、GPS的特点:1、定位精度高2、观测时间短3、测站间无需通视4、可提供三维坐标5、操作简单 6全天候作业7、功能多,应用广第二章坐标系统和时间系统1、 完全定义一个空间直角坐标系必须明确:1、坐标原点的位置2、三个坐标轴的指向。3、长度单位。2、地球的瞬时自转轴在地球上随时间而变,称为极地移动,简称极移。3、WGS-84坐标系WGS-84的几何定义:原地位于地球质心,Z轴指向BIH 1984.0定义的协议地球极 (CTP)方向,X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z、X轴构成 右手坐标系。长半轴 a=6378137+-2m, a =1/298.2572235634、 WGS-84大地水准面N等于由GPS定位测定的点的大地高H减去该点的正高H。5、 我国目前常用的两个国家大地坐标系:1954北京坐标系,1980年国家大地坐标系。1980 年国家大地坐标系的的大地原点设在我国中部-陕西省泾阳县永乐镇,高程系统基准是 19556年青岛
4、验潮站求出的黄海平均海水面。6 GPS时间系统GPS系统是测试测距系统。GPS时间系统采用原子时ATI秒长作为时间基准,但时间 起算的原点定义在1980年1月6日UTC 0时。第三章卫星运动基础及GPS卫星星历1、只考虑地球地心引力作用的卫星运动称为卫星的无摄运动。2、 考虑了摄动力作用的卫星运动称为卫星的受摄运动。摄动力包括:地球引力场摄动力 (影响最大)、日月摄动力、大气阻力、光压摄动力潮汐摄动力。3、 卫星星历:描述卫星运动轨道的信息。分为预报星历和后处理星历。4、预报星历有叫广播星历。通常包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道 摄动改正项参数。5、广播星历参数共有16个,包括1个参考时刻,6个对应参考时刻的开普勒轨道参数和 9个反映摄动力影响的参数。& C/A码星历-一种用C/A码传送的卫星星历。P码星历一种用P码传送的卫星星历。7、后处理星历(有滞后性):一些国家某些部门,根据各自建立的卫星跟踪站所获得的对 GPS卫星的精密观测资料,应用与确定广播星历相似的方法而计算的卫星星历。第四章 GPS卫星的导航电文和卫星信号1、卫星导航电文:是用户用来定位和导航的数据基础。
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