gps定位原理ppt課件(2)(已修改)
2025-05-13 18:15 本頁面
【正文】 一、什么是全球定位系統(tǒng)（ GPS） GPS是美國軍方研制的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) ? 全球通用 ? 24小時可以定位，測速和授時 ? 用戶設(shè)備成本低廉 ? 確保美國軍事安全，服務(wù)于全球戰(zhàn)略 ? 導(dǎo)航精度可達(dá) 10—20m ? 取代現(xiàn)存各種導(dǎo)航系統(tǒng) GPS的優(yōu)勢 全球地面連續(xù)覆蓋，衛(wèi)星數(shù)目多且分布合理 功能多、精度高，連續(xù)提供動態(tài)目標(biāo)的三維位置信息、三維速度和時間信息 實時定位速度快 抗干擾性能好，保密性強(qiáng) 對大地測量的優(yōu)勢 ? 作用靈活，操作簡便 – 無需站間通視，與地面點(diǎn)的幾何圖形無關(guān) ? 定位精度高 ? 觀測時間短，經(jīng)濟(jì)效益高 ? 全天候作業(yè) GPS 系統(tǒng)的組成 地面控制部分： 中心控制系統(tǒng) 實現(xiàn)時間同步 跟蹤衛(wèi)星進(jìn)行定軌 空間部分： 提供星歷和時間信息 發(fā)射偽距和載波信號 提供其它輔助信息 用戶部分： 接收衛(wèi)星信號 記錄處理數(shù)據(jù) 提供導(dǎo)航定位信息 24顆衛(wèi)星 (21+3) 6個軌道平面 55186。軌道傾角 2萬 km軌道高度 (地面高度 ) 12小時 (恒星時 )軌道周期 5個多小時出現(xiàn)在地平線以上 (每顆星 ) 目前軌道上實際運(yùn)行的衛(wèi)星個數(shù)已經(jīng)超過了 32顆 空間部分 —GPS衛(wèi)星 地面控制部分 55 Hawaii Ascencion Diego Garcia kwajalein Colorado springs 一個主控站： Colorado springs 三個注入站： Ascencion Diego Garcia kwajalein 五個監(jiān)測站 =1個主控站 +3個注入站 + Hawaii ——監(jiān)測站 完成對 GPS衛(wèi)星信號的連續(xù)觀測 ， 搜集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù) ， 觀測數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后傳送到主控站 。 地面控制部分 ——主控站 協(xié)調(diào)和管理所有地面監(jiān)控系統(tǒng)的工作，還進(jìn)行下列工作： ? 根據(jù)本站和其它監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)，推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣層的修正參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)傳送到注入站。 ? 提供時間基準(zhǔn)。各監(jiān)測站和 GPS衛(wèi)星的原子鐘均應(yīng)與主控站的原子鐘同步，或測量出其間的鐘差，并將這些鐘差信息編入導(dǎo)航電文，送到注入站。 ? 調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定的軌道運(yùn)行。 ? 用備用衛(wèi)星以代替失效的工作衛(wèi)星。 地面控制部分 ——注入站 注入站是在主控站的控制下，將主控站推算和編制的衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令等，注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲系統(tǒng)中，并監(jiān)測注入信息的正確性。 地面控制部分 用戶部分 ? 用戶設(shè)備包括 GPS接收機(jī)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件。 ? GPS接收機(jī)包括接收天線、主機(jī)和電源。 ? GPS接收機(jī)的任務(wù)是捕獲衛(wèi)星信號，跟蹤并鎖定衛(wèi)星信號，對接收到的信號進(jìn)行處理，測量出測距信號從衛(wèi)星傳播到接收機(jī)天線的時間間隔，譯出衛(wèi)星廣播的導(dǎo)航電文，實時計算接收機(jī)天線的三維坐標(biāo)、速度和時間。 二、 GPS定位的基本原理 ρ2 ρ1 ρ3 ρ4 A B C D 確定衛(wèi)星與接收機(jī)之間的距離 ρ為。 2 2 2 22 2 2 22 2 2 22
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