第4章 GPS系统组成及信号.pdf

第4章 GPS系统组成及信号 本章内容  4.1 GPS的系统组成  4.2 GPS的信号结构  4.3 美国政府GPS政策 4.1 系统组成  GPS的系统组成  GPS的空间部分  用户设备部分 4.1.1 GPS的系统组成 GPS系统由空间部 分、地面控制部分 和用户设备部分等 三部分组成 4.1.2 GPS的空间部分 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 6个轨道面，平均轨道高度 20200km，轨道倾角55 ，周期11h 58min 保证在24小时，在高度角15以 上，能够同时观测到4至8颗卫星 – 当前星座：28颗  GPS卫星  作用： 发送用于导航定位的信号 其他特殊用途，如通讯、监测核 暴等。 主要设备：原子钟（2台铯钟、2 •类型台铷钟）、信号生成与发射装置 • 试验卫星：Block Ⅰ • 工作卫星：Block Ⅱ – Block Ⅱ – Block ⅡA – Block ⅡR – Block ⅡF（新一代的GPS卫星）  第一代卫星现已停止工作。  第二代卫星用于组成GPS工作卫星星座， 通常称为GPS工作卫星。Block ⅡA的功能比 Block Ⅱ大大增强，表现在军事功能和数据 存储容量。Block Ⅱ只能存储供45天用的导 航电文，而Block ⅡA则能够存储供180天用 的导航电文，以确保在特殊情况下使用GPS卫 星。 第三代卫星尚在设计中，以取代第二代卫 星，改善全球定位系统。其特点是：可对自己 进行自主导航；每颗卫星将使用星载处理器， 计算导航参数的修正值，改善导航精度，增强 自主能力和生存能力。椐报道，该卫星在没有 与地面联系的情况下可以工作6个月，而其精 度可与有地面控制时的精度相当。 Block Ⅰ卫星 Block Ⅱ卫星 Block ⅡR卫星 GPS卫星星座（=35 ，=90） 4.1.3 地面监控部分 GPS的地面控制部分（地面监测系统） 组成：主控站（1个）、跟踪站（5个）和 注入站（3个） 作用：监测和控制卫星运行，编算卫星星 历（导航电文），保持系统时间。 主控站 监控站 监控站 注入站/监控站 注入站/监控站 注入站/监控站 地面监控系统工作流程 主控站 （1个） 作用： 收集各检测站的数据，编制导航电文， 监控卫星状态； 通过注入站将卫星星历注入卫星，向卫 星发送控制指令； 卫星维护与异常情况的处理。 地点：美国克罗拉多州法尔孔空军基地。 跟踪站（5个） 作用：接收卫星数据，采集气象信息， 并将所收集到的