太原理工大学GNSS卫星定位原理与应用-第一章课件章.ppt

GNSS卫星定位原理及应用 （Principles and Application of GNSS） 一、关于GNSS及产业 1.GNSS-- Global Navigation Satellite System 2.内涵:包含四大导航系统及相关产业、产品及服务;3. 产品、服务 产品：芯片、接收机及导航定位应用服务产品;二、卫星定位技术的发展;三、GNSS四大系统概述 1.美国GPS系统;系统构成：卫星星座、地面控制和监测站、用户设备三部分;GPS实际在轨卫星数一般可达30颗以上，设计寿命7年，实际达11.5年， 2013年初在轨31颗。 GPS信号传播采用码分多址技术模式 GPS星座的必威体育精装版动态 在2010年、2011年和2012.12月，GPS系统增加了按新功能要求设计的GPS卫星--GPS IIF卫星共3颗（波音公司），3颗卫星一同加强星座能力，改善抗干扰能力并提高导航精确度，之后GPS系统还将有9颗（共12颗）GPS IIF卫星在2013年发射并运行。GPS IIF卫星上增加了第三个民用L5信道，这是GPS系统为商业航线运行和搜救任务提供支持的一个专用通道。 第三代GPS卫星BLOCK Ⅲ正在设计中，其设计寿命为20年，星载原子钟精度达到10-14秒。 ;;2）地面控制部分:一个主控站、三个注入站、五个监测站;GPS系统星-地运行示意图;3）用户部分:各类型接收机;工作中的Trimble4600LS 测量型接收机--晋煤集团某矿;普及型使用的主要是地基增强系统CORS，现也被称作连续运行卫星定位综合服务系统，可使用户获得cm级实时定位精度;CORS的两种主要定位模式;我国多个省区建立了CORS网络 CORS网络定位精度： 实时差分GPS精度为cm级 静态定位可优于1cm;6）坐标系统：WGS84 7）星历形式：开普勒根数及其摄动改正参数 8）时间系统：GPST;2.俄罗斯GLONASS系统（ Global Navigation Orbit Satellite System ） 1）发展简史 1982.10.12发射第一颗试验卫星 1996.01.18开始正常运作，之后经历星座缺失再补，现正常运行 2)卫星星座 由24+1颗星构成，分布在3根轨道上，轨道倾角64.8度，轨道间夹角120度，轨道平均高度19100km，运行周期11h 15min 44s，因轨道倾角大，高纬度区域可视性好 卫星载波频率：卫星信号传播采用频分多址技术模式；L1频率区间1.602～1.616MHz；L2频率区间1.246～1.256MHz 新一代GLONASS K卫星除原有频分多址频信号外，增加了码分多址的L1、L2、L3信号，以增强与其???系统的兼容性，卫星设计寿命10年，并极大提高了卫星钟精度至10-14秒级，重996kg;3)地面控制系统 地面控制站组（GCS）： 1个地面控制中心（莫斯科），1个指令跟踪站 另有地面同步器，遥测遥控站，外场导航控制设备;4）用户接收机 5）定位精度：目前GLONASS已实现信号全球覆盖，定位精度±5.6m；计划在2015年达到±1.4m，2020年达到 ±0.6m（均指单点定位或称绝对定位精度） ；自2013年起，至2020年将发射13颗GLONASS-M和22颗GLONASS-K卫星，以更新的提高GLONASS的服务水平。 6）特点：系统抗干扰能力强 7）坐标系统：PZ-90 8）星历形式：GLONASS星在PZ-90系统中的三维位置、速度及相关的摄动改正项、加速度项 注意：这一点与GPS系统是不同的。 9）时间系统：GLONASST时间系统，时间原点与UTC相差3h（GPS时间与UTC相差为整数跳秒），时间尺度与ATI相同。;服务： 提供系统自主无源定位信号 提供增强差分信号：通过俄Luch-5A同步轨道卫星（空基增强系统）所携带的差分校正监测转换器（SDCM），于2012年底开始发送差分信号（先提供GPS差分信号，之后增加GLONASS差分信号）;附：PZ-90坐标系统 坐标系统名称：PZ-90坐标系，CTS系统。 基准（椭球）平均半径Re=6378136m 地球自转角速度=0.000 072 921 15rad/s 地球引力常数GMe=398 600.4km3/s2 地球重力场系数 -0.001 082 63;3.欧洲Galileo系统 （Galileo Navigation Satellite System） 1）星座27+3 星座由中等高度（MEO）卫星27+3颗组成。轨道均高23616km，分布在3根轨道上，毎根轨道上有10颗卫星。 目前，有部分卫星在轨运行，卫星重625kg，设计寿命15年。轨道圴高23616km，轨道倾角56° 2)地面监控部分 30个监测站，5个遥测