03-卫星运动基础及信号.pptxVIP

;03--卫星运动基础及信号;人造卫星的分类及其特点：;人造卫星的特点：;全球导航卫星MEO/IGSO/GEO：;卫星在空间运行的轨迹称为轨道，描述卫星轨道位置和状态的参数称为轨道参数。由于利用GNSS进行导航和测量时，卫星作为位置已知的高空观测目标。在进行绝对定位时，卫星轨道误差将直接影响用户接收机位置的精度；而在相对定位时，尽管卫星轨道误差的影响将会减弱，但当基线较长或精度要求较高时，轨道误差影响不可忽略。此外，为了制订测量的观测计划和便于捕获卫星发射的信号，也需要知道卫星的轨道参数。;卫星在空间绕地球运行时，除了受地球重力场的引力作用外，还受到太阳、月亮和其它天体的引力影响，以及太阳光压、大气阻力和地球潮汐力等因素影响。卫星实际运行轨道十分复杂，难以用简单而精确的数学模型加以描述。

在各种作用力对卫星运行轨道的影响中，地球引力场的影响为主，其它作用力的影响相对要小的多。若假设地球引力场的影响为1，其它引力场的影响均小于10-5。;;假如地球是一质量分布均匀的球体，因此地球的引力就等效于一个质点的引力。地球可视为质量全部集中在其质心的质点，卫星当然同样可以看作是质量集中的质点。

研究两个质点在万有引力作用下的相对运动问题，在天体力学中称为二体问题。

在二体问题意义下，地球人造卫星的轨道运动，称为正常轨道运动。

卫星轨道：卫星在空间绕地球飞行时的的运行轨迹。

无摄运动：仅仅考虑地球的质心引力对卫星的引力作用来研究卫星的运动。

受摄运动：卫星在各种引力作用下的运动，或卫星在摄动力下的运动。;卫星的正常轨道：;;开普勒第一定律（椭圆轨道定律）：所有的行星分别在不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在这些椭圆的一个焦点上。;开普勒第二定律（面积定律）：对每个行星而言，行星和太阳的连线，在任意相等的时间内，扫过的面积相等。;开普勒第三定律（周期调和定律）：

所有行星的椭圆轨道，其长半轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等。;开普勒轨道参数：;开普勒轨道参数：;开普勒轨道参数：;开普勒轨道参数：;人造地球卫星的受摄运动;人造地球卫星的受摄运动;GNSS定位需解决的两个关键问题

如何确定卫星的位置？（已解决）

如何测量出站星距离？;GNSS卫星定位测量是通过用户接收机接收GNSS卫星发射的信号来测定卫星至接收机的距离，从而利用空间距离后方交会的方法确定测站坐标的，那么究竟什么是GNSS卫星信号呢?粗略地说，GNSS卫星信号包括测距码信号(即P码和C/A码信号)、导航电文(或称D码，即数据码信号)和载波信号。;GPS卫星信号构成示意图;1、为了提供卫星的瞬时位置

——导航电文数据码：D码

2、为了必威体育官网网址通信，提高信号的抗干扰能力；以及不同的卫星的区分选择和精密测距

——伪随机码测距码：C/A码，P码

3、为了信号的传播，将扩频后的编码脉冲对L波段的载波进行调制后发射

——载波L1(1575.42MHZ)，L2(1227.6MHZ)

;GNSS卫星信号的调制技术主要分为:

码分多址技术频分多址技术;频分多址（FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA）是把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带（称为子频带），并把每个子频带分给一个用户专用（称为地址）的技术。

FDMA技术为用户单独分配了一个或多个频段，用于模拟传输过程，如无线电、卫星通信等。FDMA技术的缺点是串扰可能造成频率间的干扰并破坏传输。

采用该技术的系统有GLONASS（俄罗斯）。;GPS、BDS、Galileo与GLONASS频率的区别;1、导航电文;播发格式：二进制编码;;基本方法：

（1）卫星依据自己时钟（钟脉冲）发出某一结构的测距码，经过△t时的传播到达GPS接收机。

（2）接收机在自己钟脉冲驱动下，产生一组结构完全相同的复制码。

（3）通过时延器使之延迟时间τ，对两码进相关比较。

（4）直至两码完全对齐，相关系数R（t）=max=1，则该时间延迟τ即为传播时间△t（τ=△t）。

（5）距离ρ=c·△t=c·τ。;GPS的测距码;GPS无线电信号到达接收机约需67ms!;P码

C/A码

导航电文

载波;3、载波;L1信号;采用L波段的优点;GPS载波信号