《gps原理及其應(yīng)用》ppt課件-文庫吧
2024-12-30 03:27 本頁面
【正文】 、印度洋的狄哥 伽西亞 (Diego Garcia)和太平洋的卡瓦迦蘭 (Kwajalein) 的三個美國軍事基地上 。 設(shè)備 ： 一臺直徑 ，一臺 S波段發(fā)射機(jī)和一臺計(jì)算機(jī)。 作用 ： 主控站將編輯的衛(wèi)星電文傳送到位于三大洋的三個注入站 ， 定時將這些信息注入各個衛(wèi)星 ， 然后由 GPS衛(wèi)星發(fā)送給廣大用戶 ， 這就是所用的廣播星歷 。 此外 ， 注入站能主動向主控站發(fā)射信號 ， 每分鐘報(bào)告一次自己的工作狀態(tài) 。 (3)監(jiān)測站 作用： 對每顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測，精確測定衛(wèi)星在空間的位置，并向 主控站提供觀測數(shù)據(jù)。 設(shè)備：監(jiān)控站有雙頻 GPS接收機(jī) ， 對每顆衛(wèi)星長年連續(xù)不斷地進(jìn)行 觀測 ， 每 6秒進(jìn)行一次偽距測量和積分多普勒觀測 ， 采集氣象要素等數(shù)據(jù) 監(jiān)測站是一種無人值守的數(shù)據(jù)采集中心 ， 受主控站的控制 ，定時將觀測數(shù)據(jù)送往主控站 。 五個監(jiān)測站分布在美國本土和三大洋的美軍基地上 ， 保證了全球 GPS定軌的精度要求 。 由這五個監(jiān)測站提供的觀測數(shù)據(jù)形成了 GPS衛(wèi)星實(shí)時發(fā)布的廣播星歷 。 地點(diǎn)：五個監(jiān)測站：除一個主控站 、 三個注入站兼作外 ， 還有一個在夏威夷島 = 用戶部分觀測和記錄由若干衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù) ,并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法求得三維空間位置以及時間和速度 GPS用戶部分 用戶部分包括用戶組織系統(tǒng)和根據(jù)要求安裝相應(yīng)的設(shè)備 ，但其中心設(shè)備是 GPS接收機(jī) 。 它是一種特制的無線電接收機(jī) ，用來接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的信號 ， 并以此計(jì)算出定位數(shù)據(jù) 。 GPS用戶設(shè)備 GPS接收機(jī)硬件 機(jī)內(nèi)軟件 GPS數(shù)據(jù)的后期處理軟件 天線單元 接收單元 前置放大器 接收天線 TOPCON產(chǎn)品 Leica GPS接收機(jī) 南方儀器廠 圖片：導(dǎo)航型 GPS機(jī) 手持型 GPS機(jī) 車載型 GPS機(jī) 圖片：大地型 GPS接收機(jī) 單頻機(jī) 雙頻機(jī) GPS定位的基本原理 衛(wèi)星信號 載波信號 (L1， L2) 測距碼 (P碼 ,C/A碼 ) 數(shù)據(jù)碼 (導(dǎo)航電文或 D碼 ) （ 1）載波信號 L1載波，波長 λ =，頻率 f1= L2載波，波長 λ =，頻率 f2=。 （ 2）測距碼 C/A碼（粗碼 /捕獲碼）：調(diào)制在 L1載波上。結(jié)構(gòu)公開，不同的衛(wèi)星有不同的 C/A碼。 P碼 （ 精碼）：調(diào)制在 L1和 L2載波上。 （ 3）數(shù)據(jù)碼（ D碼）（導(dǎo)航電文） 提供有關(guān)衛(wèi)星位置，衛(wèi)星鐘的性能、發(fā)射機(jī)的狀態(tài)等數(shù)據(jù)和信息。用戶利用觀測值以及這些信息和數(shù)據(jù)就能進(jìn)行導(dǎo)航和定位。 GPS的常用坐標(biāo)系 WGS84世界大地坐標(biāo)系： 原點(diǎn) 是地球的質(zhì)心 Z軸 指向國際時間局 （ CTP）方向 X軸 指向 CTP相對應(yīng)的赤道的交點(diǎn) Y軸 垂直于 ZOX平面且與 Z、 X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系 協(xié)議地球北極CTPZ WGS84Y WGS84X W GS 84國際時間局 (BIH)定義的零子午圈O地球質(zhì)心協(xié)議 地 赤道球GPS定位原理 (X ,Y， Z) ρ 1 ρ 2 ρ 3 (x1 ,y1， z1) (x2 ,y2， z2) (x3 ,y3， z3) 利用三個以上衛(wèi)星的已知空間位置，交會出地面未知點(diǎn)（用戶接收機(jī)）的位置。 測距的方法 碼相位 (偽距法 )測距 測量載波相位差測距 ρ 12 = (X X1)2 + (Y Y1)2 + (Z Z1)2 ρ 22 = (X – X2)2 + (Y – Y2)2 + (Z – Z2)2 ρ 32 = (X – X3)2 + (Y – Y3)2 + (Z – Z3)2 通過導(dǎo)航電文解譯出三顆 衛(wèi)星的坐標(biāo) ， 通過測
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