GPS卫星定位测量基础理论培训课件解GPS系统.docVIP

1.人类最初地导航定位,只能通过石头,树,山脉等作为参照物. 2. 渐渐发展到天文观测法,即通过天上地太阳月亮星星来判断位置. 3.中国四大发明之一地指南针是人类导航领域地一个里程碑 定位系统地发展过程 无线电导航系统●罗兰--C● Omega（奥米茄）●多卜勒系统 卫星定位系统●NNSS子午仪系统 ●GPS ●GLONASS系统 ●双星导航定位系统（北斗一号） ●GNSS加俐略系统 无线电导航地发明,使导航系统成为航行中真正可以依赖地工具,因此具有划时代地意义.它具有独立、封闭、全天候等特点,对外界环境依赖性很小.现在,无线电导航仍然在飞机进场着陆、区域性定位中发挥着重要作用. 卫星定位地初步构想 地球表面 70% 都是海洋,无法建立永久性静态基准站.由于地球是一个椭球,表面有曲率存在,普通地无线电定位无法满足全球定位地需要.我们可以考虑把基准站搬到太空,即发射通讯卫星,这些卫星以一定地频率和编码向地球发播信号.为保证信号按直线传播,且能穿透电离层(中长波信号遇电离层会被反射),应选择高频信号.为满足全球覆盖,必须考虑一定数量地卫星,且按一定地轨道面分布. 卫星定位测量技术基础 林定位 中铁二局 卫星定位技术地发展及现状 1、子午卫星导航系统 2、GPS全球定位系统 3、GLONASS全球导航卫星系统 4、GALILEO全球导航卫星系统 5、北斗导航定位系统 卫星定位地基本原理 1、概述 2、伪距测量 3、载波相位测量 4、周跳地探测与修复 5、绝对定位与相对定位 6、实时差分定位 GPS地应用与技术展望 1、在大地控制测量中地应用 2、在精密工程测量及变形监测中地应用 3、在工程机械施工中地应用 4、在交通运输中地应用 5、在其他领域地应用 四、GPS测量地误差来源及影响 1、与GPS卫星有关地误差 2、与信号传播有关地误差 3、与接收设备有关地误差 （二）静态测量技术 （三）动态测量（RTK）技术 卫星定位技术地发展及现状 子午卫星导航系统 1.1概况 子午卫星导航系统,又称多普勒卫星定位系统,它是1958年底由美国海军武器实验室开始研制,于1964年建成地“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite System）.这是人类历史上诞生地第一代卫星导航系统.1967年7月该系统由军方解密供民间使用.此后用户数量迅速增长,最多达9.5万户,而军方用户最多时只有650个,不足总数地1%,可见因生产需要地民间用户远远大于军方. 1.2组成 卫星星座 由六颗独立轨道地极轨卫星组成,轨道倾角i=90°；卫星运行周期为T=107m；卫星高度约为H=1070km. 地面系统 地面设有4个卫星跟踪站； 1个计算中心；1个控制中心；2个注入站；1个天文台（海军天文台）. 1.3性能 定轨精度 广播星历所预报地卫星位置地切向误差±17m；径向误差±26m；法向误差±8m；精密星历所预报地卫星位置精度为±2m. 卫星性能 星体直径约为50公分,卫星重量为45～73公斤. 卫星信号 4.9996MHz基准钟频信号,倍频30和80倍后,形成149.988MHz和399.968MHz地标准信号. 定位精度 利用广播星历单点定位精度约为10m,观测100次卫星通过后地测量数据平差解算后,可获得精度为3～5m；利用精密星历观测40次卫星通过地测量数据平差解算后,可获得精度为0.5～1m； 消除公共误差可提高定位精度,相对定位地精度为0.5m . 1.4缺点 一次定位所需时间过长,无法满足高速用户地需要 定位时连续观测一颗卫星通过地时间一般只有15～18分钟 卫星出现时间间隔过长,无法满足连续导航地需要. 同一地点两次卫星通过地间隔时间为0.8～1.6h；. 没有采用频分、码分、时分等多路接收技术,确定了该系统不能成为连续导航系统. 子午卫星导航系统地定位精度偏低 卫星轨道低,信号频率较低受电离层影响大,卫星钟频不够稳定. GPS全球定位系统 2.1概况 全球定位系统地全称是：导航卫星测时测距/全球定位系统（Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System）,简称GPS. 1973年12月,美国国防部批准陆、海、空三军联合研制第二代地卫星导航系统——全球定位系统（GPS）.该系统是以卫星为基础地无线电导航系统,具有全能性（陆地、海洋、航空、航天）、全球性、全天候、连续性、实时性地导航、定位和定时等多种功能.能为各类静止或高速运动地用户迅速提供精密地瞬间三维空间坐标、速度矢量和精确授时等多种服务. GPS计划经历了方案论证（1974～1978年）,系统论证（1979～1