#第六章第1次(GPS控制测量).ppt

参考站 参考站GPS天线和电台 参考站GPS接收机 移动站 移动站接收机和天线 现代测量技术室 Modern Survey 现代测量学 §6.1 GPS概述 第六章 GPS控制测量 全球定位系统(GPS--Global Positioning System)是利用人造卫星进行地面定位的定位系统，是美国军方于1994年建立的第二代全球卫星导航系统。  速度快、精度高；(1?10-6 ~1?10-8) 全天候作业： 不需要点间通视； 能同时获得点的三维坐标； 观测时间短，仪器操作简单。 其它全球定位系统：俄罗斯的GLONASS、欧空局的Galileo、我国的“北斗”双星定位系统等。 GPS测量的优点： 第六章 GPS控制测量 一、GPS的系统组成 GPS由空间部分、监控部分和用户接收机三部分组成。 1．空间部分 21+3颗（现有27颗）卫星组成； 六个轨道面，高度约2万km； 运行周期11h58m； 任意时刻、任意地点均可观测4颗以上卫星。 第六章 GPS控制测量 卫星上装有原子钟（铷钟和铯钟）提供GPST时间系统； 发送两个频率载波信号，即：L1=1575.42MHz，其上带有1.023MHz的伪随机躁声码，称C\A码（粗码，Coarse Code），10.23MHz的伪随机躁声码，称P码（精码，Precision Code）及每秒50bit的导航电文；L2=1227.6MHz载波,其上只调制精码和导航电文。 作用： 接收和储存由地面监控站发来的导航信息； 接收并执行地面监控站的控制指令，并经处理后控制自身轨道和工作状态； 连续不断地发送导航定位的GPS信号。 第六章 GPS控制测量 2．监控部分 第六章 GPS控制测量 监控站 监测卫星取得观测资料，算出每颗卫星的有关数据，传送给主控站。 主控站 根据监控站观测资料，计算每颗卫星的轨道参数和卫星钟改正数，推算一天以上的卫星星历和钟差，并转化为导航电文发给注入站。 注入站 在每颗卫星运行到上空时，把卫星星历、控制参数和指令注入到卫星存贮器。 第六章 GPS控制测量 3．用户接收机 双频GPS用户接收机 基准站 移动站 第六章 GPS控制测量 组成：天线、控制显示器、电缆、电源等部分组成。天线安放在整置于控制点的脚架上，接收卫星信号，在控制显示器上获得的是天线相位中心的三维坐标。 功能：是接受卫星发射的信号和导航电文，根据导航电文提供的卫星位置和钟差信息计算接收机的位置。 种类：有单频和双频，导航型和定位型、低动态和高动态、伪距型和相位测量型等。 第六章 GPS控制测量 三部分关系 第六章 GPS控制测量 二、GPS坐标系统 GPS所用的坐标系统是WGS-84（Geodetic System1984）坐标系。 WGS-84坐标系与我国采用的坐标系定义不同。为了使用方便，一般要将GPS的WGS-84坐标系测量成果转换到54年北京坐标系或1980年国家大地坐标系。 三、GPS时间系统 由于GPS卫星的位置是随时间变化的。时间是GPS的一个重要观测量。为了精密导航和测量的需要，GPS建立了专用的时间系统，该系统可简写为GPST，由GPS主控站的原子钟控制。 1、随机噪声码 ：为一二进制序列，每位1、0机率相等。 特点：具有良好的自相关性。相关系数： 2、伪随机噪声码：具有一定规则的二进制序列。 特点：接近随机噪声码特性。可以复制。 3、C/A码：属伪随机噪声码。 码长：1023bit,码元宽0.97752us(293.1m)，码率1.023Mbit/s GPS的测距码信号： 4、P码：属伪随机噪声码。 码长：2.35*1014bit,码元宽0.097752us(29.31m)， 码率 10.23Mbit/s,周期267天。 四、GPS测距码信号 五、导航电文 包括卫星星历、卫星工作状态、时间系统、轨道摄动参数、大气改正参数、P码捕获信息等。传输一次完整的导航电文约需12.5分。 第六章 GPS控制测量 按测定伪距的观测量有测码伪距法和测相伪距法。 1、测码伪距法 6.2 GPS绝对定位的基本原理：亦称伪距法定位，单点定位。 2、测相伪距法原理： 6.3 GPS相对定位 亦称差分定位，是通过测定两台接收机间的空间向量（即基线向量）实现的。两台（多台）接收机同时观测（相位法测量）相同的卫星，通过在观测量间求差，以消除卫星钟钟差、接收机钟差、整周整周未知数、气象误差等。 单差：两台接收机对同一卫星 的观测量之差。 双差：两个单差之差。 三差：两个双差之差。 第六章 GPS控制测量 §