GPS课件5章节幻灯片.pptVIP

上式即为一站单机的定时方程式。 当同时观测4颗GPS卫星时，一站单机定时法可以在不知道测站坐标的情况下，同时测得用户时钟偏差和测站坐标。 (2) 共视比对定时法 即在两个测站上各安设一台GPS信号接收机，在相同的时间内，观测同一颗GPS卫星，而测定用户时钟的偏差。 如图所示为单颗GPS卫星共视定时法。实验表明，两个测站共同见到同一颗卫星的时间并不要求严格同步，前后相差20分钟以内时，定时准确度无显著差别；这为用户提供了方便，因此单星共视定时法获得了广泛的应用。A、B两个测站所测得的用户时钟偏差分别为 通过数据传输而将测站A的用户钟差送到测站B，故知两个用户的钟差 因此共视用户的钟差为 从上式可知，共视定时法不仅能够消除卫星钟差，而且能够消除或消弱星历误差的影响，在GPS工作卫星实施SA技术的情况下，它具有重大的价值，且可达到±5ns的定时准确度。 5.4 GPS卫星导航方法 导航的任务是引导航行体自起始点沿着预定路线,经济而安全地到达目的地.经常的测定在航行航行体的位置,是完成导航任务的一个重要课题,因为引航人员需要随时了解航行体已经到达的位置，以便掌握航行体的运动状态，判明其有无偏离预定的航线，偏离的程度如何，当前的处境有无危险，原定的计划航线能否继续实施，还是需要做适当的修正等。正因为在航行中，定位问题是如此重要，因此在习惯上往往将测定位置的方法和技术称为导航。 5.4.1 基本概念 对于任何某一具体的导航过程，首先必须确定本次航行的起始点、目的点以及航行计划路径。路径的标定一般是用一系列均匀分布于路径上的坐标点来确定，这些坐标点就叫航路点。起始点、目的点、航路点的位置坐标可以是从地图上量取，也可以是直接测得。 在航行过程中，GPS定位系统能够实时提供给航行体位置信息，结合计算机中存储的航行路径中各航路点位置信息，可以计算出各种可用来纠正航行偏差、指导正确航行方向的制导参数。 利用制导参数，可以计算出航行体的操纵指令，再通过控制系统，可实现航行的自动化。按给定的航行计划航行，常因自然条件和任务而不可能实现。随着科学技术的发展，80年代民用飞机以经济、准时、安全为目的，发展飞行管理系统；军用飞机以完成军事目的，发展了飞行综合控制系统；公路交通以经济、快速为目的，发展了智能交通管理系统。 这些系统都能在任务和地理、交通、气象情况改变的条件下自动计算出最优的前进路径，并将控制任务和导航系统组合在一起，完成航行任务，这种系统对导航系统的准确性和可靠性提出了更高的要求，促使导航系统向综合化和容错化发展。 5.4.2 GPS单机导航 单机就是在航行体上仅装配一台GPS接收机，单独实施导航。因为一台GPS接收只要接收到4颗以上的卫星信号便可以测定出所处的位置。因此操作和使用非常简单，价格也便宜，且具有全天候、全球性、较高精度及实时三维定位和测速能力。但在众多的情况下，单机导航还需配备适当的辅助设备，以保证导航的安全可靠性。以保证导航的安全可靠性。如果船只航行不仅要确定船的实时位置，还必须实时测定水深，才不致使船只触礁而能够安全 的航行。又如汽车导航时，当汽车行驶在高层建筑的街道或林荫道上，可能GPS接收机接收不到足够的卫星数以满足定位的需要。一般在汽车上还要配备电子罗盘，结合速度计和相应软件，来实现不能实施GPS定位情况下的连续定位导航工作。在陆地车辆的导航中，还经常配备电子地图、交通信息库和智能选线功能，以帮助驾驶员安全、快速的到达目的地。 5.4.3 差分GPS导航 由于SA政策降低了使用C/A码的民用用户 的定位精度，因而就提出了如何提高民用定位精度的问题。差分GPS就是适应这一要求而产生的，其原理如图所示。在地面已知位置设置一个地面站，地面站由一个GPS差分接收机和一个差分发射机组成。 差分接收机接收卫星信号，监测GPS差分系统的误差，并按规定的时间间隔把修正信息发送给用户，用户用修正信息校正自己的测量或位置解。差分GPS导航有两种工作方式。 1．位置差分法 2．伪距差分法 5.4.4 GPS/惯性综合导航 GPS全球定位系统是一种高精度的全球三维实时导航的卫星导航系统，其导航定位的全球性和高精度，使之成为一种先进的导航设备。但是GPS全球定位系统也存在着一些不足之处，主要是：卫星星座对地球覆盖不完善，特别在中纬度地区，存在着所谓“间隔区”。另外GPS接收机的工作受飞行器机动的影响，当飞行器的机动超过GPS接收机的动态范围时，接收机会失锁，从而不能工作，或者动态误差太大，超过允许值，不能使用。 当用在无人驾驶的飞行器上时，由于GPS接收机数据更新频率低（一般每秒一次），因