第二章、全球定位系统及其应用.pptVIP

第二章 全球定位系统及其应用 2.1 卫星定位技术的发展 定位系统，通俗的说是指利用包括电子技术在内的手段，确定和记录物体的位置信息的装置。 试验卫星：Block Ⅰ 工作卫星：Block Ⅱ Block Ⅱ：存储星历能力为14天，具有SA和AS地能力 Block ⅡA （Advanced）：卫星间可相互通讯，存储星历能力为180天，SV35和SV36带有激光反射棱镜 Block ⅡR （Replacement/Replenishment）：卫星间可相互跟踪相互通讯 Block ⅡF（Follow On）：新一代的GPS卫星,增设第三民用频率 GPS新一代Block R/F 工作卫星，从1998年开始发射 这些改进过的卫星和Block /A 是兼容的，Block R设计寿命有１０年 ，Block F 将有１５年的使用寿命。 2.2.1 空间部分 GPS的空间部分的组成——GPS卫星星座 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。 保证在每天24小时的任何时刻，在高度角15?以上，能够同时观测到4颗以上卫星。 当前星座：28颗。 GPS卫星 作用： 接收、存储导航电文 生成用于导航定位的信号（测距码、载波） 发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文） 接受地面指令，进行相应操作 其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。 主要设备： 太阳能电池板 原子钟 信号生成与发射装置 2.2.2 地面监控部分 组成 主控站：1个 监测站：5个 注入站：3个 通讯与辅助系统 分布 GPS信号接收机 组成 天线单元 带前置放大器 接收天线 接收单元 信号通道 存储器 微处理器 输入输出设备 电源 2.3 GPS 基本原理和方法 2.3.1 GPS 卫星信号 2.3.2 GPS 坐标系统 GPS接收机计算和显示出的数据采用的是WGS-84（World Geodetic System 1984,世界测地学系统1984)，坐标系统WGS-84是相对于地球中心的位置系统，此系统又称为ECEF（Earth Centered, Earth Fixed)。 2.3.3 GPS 基本原理 一、测码伪距测量 二、测相伪距测量 测相伪距测量载波相位测量是通过测量GPS卫星发射的载波信号从GPS卫星发射到GPS接收机的传播路程上的相位变化，从而确定传播距离。 测相伪距法 载波相位测距 周期的整数倍：卫星有原子钟，接收端在发射载波的同时计数，再把信息发给卫星。 2.3.4 GPS 定位中的误差源 与卫星有关的误差 卫星轨道误差 卫星钟差 相对论效应 差分 GPS 的常用的信号资源 （1）美国海岸警卫队的调幅 AM差分信号Beacon。 2.4.2 GPS 的广泛应用 二 、GPS 在航空导航上的应用 GPS在航空导航方面涉及洋区空域航路内陆空域航路、终端区导引进场、着陆、机场场面监视和管理以及农业、林业等特殊区域导航。 四、GPS 在道路工程中的应用 在道路工程中，GPS目前主要用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点，同样应用于特大桥梁的控制测量中。差分动态GPS在道路勘测方面主要应用于数字地面模型的数据采集、控制点的加密、中线放样、纵断面测量以及无需外控点的机载GPS航测等方面。 2.5.2 便携式GPS 面积测绘仪 2.6.2 伽利略系统 伽利略（GALILEO）计划是欧盟启动的一个军民两用的与现有的卫星导航系统相兼容的全球卫星导航计划。计划于2013年部署完成，服务范围覆盖全球，可以提供导航定位时间通信等项服务。 2.6.3 中国北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），计划于 2020 年建成一个由30多颗卫星组成的全球导航定位系统。 本章思考题 简述 GPS 定位系统的特点？GPS 定位系统用于测量有什么优势？ GPS 定位系统有哪几部分组成？每一部分有什么特点？ 简述绝对定位技术和相对定位技术各自的特点？ 按误差来源区分，定位误差可分为哪几部分？降低这些误差有哪几种方法？ GPS运用在采棉机上，通过调度、定位与监控、报警管理、轨迹回放、地图的操作管理等常规功能，有效地起到采棉机工作过程中的应急处理、实时调度和辅助决策，使得调度中心可以快速、准确、及时、可靠、系统化地进行指挥和调度。 七、GPS 在军事中的应用 在信息化时代，GPS已成为高技术战争的重要支持系统。它极大地提