淺談全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的原理及應(yīng)用論文(已修改)
2025-01-29 01:47 本頁(yè)面
【正文】 淺析 全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)原理及應(yīng)用 一、前言 導(dǎo)航定位的需求，可以說(shuō)不是歷來(lái)就有的，在人類早期物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)中以牧獵為主，日出而作，日落而息。當(dāng)時(shí)人們離不開(kāi)森林和水草，或是隨著水草的興衰而漂泊不定 ，根本不需要什么明確的定位。但是，隨設(shè)社會(huì)的發(fā)展，到了農(nóng)業(yè)時(shí)代，在人們開(kāi)發(fā)農(nóng)田，興修水利等相應(yīng)活動(dòng)中就逐漸產(chǎn)生了測(cè)繪定位的需求，可以說(shuō)在這時(shí)，導(dǎo)航定位就在慢慢醞釀之中。等到了工業(yè)時(shí)代，人類的活動(dòng)遍及全球，而一些工程比如航海、航空、洲際交通工程，通信工程，礦產(chǎn)資源勘探工程，地球生態(tài)及環(huán)境變遷的研究，就需要精確地定位 。這 些需求促使導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展，并把這項(xiàng)技術(shù)帶到一個(gè)前所未有的發(fā)展時(shí)期，它的手段也從光學(xué)機(jī)械過(guò)渡到光電子精密機(jī)械儀器的時(shí)代。社會(huì)是不斷發(fā)展的，科技是不斷進(jìn)步的， 20 世紀(jì)末，出現(xiàn)了電子計(jì)算器技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、激光技術(shù)、航天科學(xué)技術(shù)，它們的出現(xiàn)，把人類帶到了電子信息時(shí)代和航天探索時(shí)代。 當(dāng) 1957 年前蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造地球衛(wèi)星，人類跟蹤無(wú)線電信號(hào)中發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星無(wú)線電信號(hào)的多普勒頻移現(xiàn)象，這預(yù)示著一種全新的天空定位技術(shù)的可行性，由此，人類進(jìn)入了衛(wèi)星定位和導(dǎo)航的時(shí)代。 二、簡(jiǎn)介 1： 全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（ global navigation and positioning satellite system） 采用極軌道星座和無(wú)源定位方式為美國(guó)提供全球覆蓋的導(dǎo)航及定位系統(tǒng)。簡(jiǎn)稱 GPS。其軌道高度約為 2104 km，在 6 條軌道上運(yùn)行有 24 顆衛(wèi)星，每 12 h 繞地球一周，能保證地球上任何地點(diǎn)的用戶都能至少同時(shí)看到 4 顆衛(wèi)星。它屬于非靜止衛(wèi)星定位系統(tǒng)。移動(dòng)用戶利用導(dǎo)航定位接收機(jī)來(lái)接收 4 顆（或 4 顆以上）衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號(hào)，并測(cè)量不同信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，求出移動(dòng)用戶的三維空間坐標(biāo)，自動(dòng)給出經(jīng)度和緯度顯示，從而實(shí)現(xiàn)用戶的自主定位。也可通 過(guò)無(wú)線傳輸手段將用戶定位信息傳送到調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)用戶的調(diào)度控制。 GPS 向用戶廣播的導(dǎo)航信號(hào)為雙頻，分別為 1 和 1 。采用多種直接序列擴(kuò)頻碼的碼分多址和偽碼測(cè)距技術(shù)。直接序列擴(kuò)頻碼主要有 P 碼和 C/A 碼。 P 碼的定位精度高，三維精度可達(dá) 5 m 之內(nèi)； C/A 碼定位精度較低，三維精度在 50m 內(nèi)。目前 C/A碼是對(duì)民用免費(fèi)開(kāi)放的。因?yàn)樗菬o(wú)源定位系統(tǒng)，移動(dòng)用戶的數(shù)量沒(méi)有限制。 2： 全球定位系統(tǒng)（ Global Positioning System） 簡(jiǎn)單地說(shuō)，這是一個(gè)由覆蓋全球的 24 顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以保證在任意時(shí)刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到 4 顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能。這項(xiàng)技術(shù)可以用來(lái)引導(dǎo)飛機(jī)、船舶、車輛以及個(gè)人，安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線，準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地。 全球定位系統(tǒng) (GPS)是 20世紀(jì) 70年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、 全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。 經(jīng)過(guò) 20 余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資 300 億美元，到 1994 年 3 月，全球覆蓋率高達(dá) 98%的 24 顆 GPS 衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。 3： 衛(wèi)星導(dǎo)航
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