【正文】 置測量稱之為絕對定位，而把確定信息、事件和目標相對于坐標系統(tǒng)內另一已知或相關的信息、事件和目標的坐標位置關系稱之為相對定位。 我們這里的定位含義，仍然是討論中觀和宏觀世界里有關信息、事件和目標的發(fā)生時間和空間位置的確定。第 12章 全球衛(wèi)星定位導航技術 (GPS)主講人：張前勇 ? 12. l 概 述 ? 定位與導航的概念? 定位的概念? 衛(wèi)星定位技術是利用人造地球衛(wèi)星進行點位測量的技術。 – 導航 – 指運動目標，通常是指運載工具如飛船、飛機、船舶、汽車、運載武器等的實時動態(tài)定位即三維位置、速度和包括航向偏轉、縱向搖擺、橫向搖擺三個角度的姿態(tài)的確定。? 一般來說，絕對定位的概念比較抽象，技術比較復雜，定位精度也難以達到很高；而相對定位概念比較直觀、具體，技術較為簡單、直接，容易實現(xiàn)高精度 定位與導航的方法和技術? 在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前，遠程的導航與定位系統(tǒng)可采用四種方法：? (1)常規(guī)大地測量定位系統(tǒng)；? (2)天文導航系統(tǒng)；? (3)無線電導航系統(tǒng)；? (4)慣性導航系統(tǒng)。 – 正在發(fā)展研究的有歐盟的 GALILEO系統(tǒng) ? 中國北斗衛(wèi)星導航廣域增強系統(tǒng) ? 實現(xiàn)中國及其周邊海域的區(qū)域定位導航系統(tǒng)。 – 用戶部分：接收衛(wèi)星廣播發(fā)送的多種信號并進行處理計算確定用戶的最終位置。用戶站收發(fā)機在允許的時間或規(guī)定的時間內，在接收到衛(wèi)星的轉發(fā)信號后，便可得出定位結果。 ? 我國的二代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)正在建設中 GNSS發(fā)展? GPS 1973年由美國國防部（ DOD）開始建立，稱為全球定位系統(tǒng) global positioning system ，目的是用于美國軍隊的定位、導航、武器制導等。? 2）問題? 軍民兩用；? 無安全承諾。 – 系統(tǒng)組成 – 衛(wèi)星星座 – 地面監(jiān)測控制站 – 用戶設備 因技術、經濟原因，目前只有 11顆工作衛(wèi)星加俐略系統(tǒng)（ GALILEO）– 擁有者 ? 歐盟 – 發(fā)展簡史 ? GALILEO系統(tǒng)是歐洲自主的、獨立的全球多模式衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)，提供高精度、高可靠性的定位服務，同時它實現(xiàn)完全非軍方控制、管理， 2022年 12月 28日發(fā)射第一顆試驗衛(wèi)星， 計劃將于 2022年完成。 北斗導航系統(tǒng)? “北斗導航系統(tǒng) ”是全天候、全天時提供衛(wèi)星導航信息的區(qū)域導航系統(tǒng)，此系統(tǒng)由二顆衛(wèi)星、控制站和接收機組成，衛(wèi)星編號分別為 “北斗一號 ”和 “北斗二號 ”，分別于 2022年 10月 31日凌晨 0時 02分和 2022年 12月 21日 0時 20分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，并準確進入預定軌道。 GPS接收機硬件一般由主機、天線和電源組成。分為主控站、監(jiān)控站和注入站。 監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號、監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài)。一個主控站 ：科羅拉多 ?斯必靈司三個注入站： 阿松森 (Ascencion)— 大西洋 迭哥 ?伽西亞 (Diego Garcia)— 印度洋 卡瓦加蘭 (kwajalein)— 太平洋五個監(jiān)測站 = 1個主控站 +3個注入站 +夏威夷 (Hawaii)55HawaiiAscencion Diego GarciakwajaleinColorado springs用戶部分? GPS 的用戶部分由 GPS 接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及相應的用戶設備如計算機等組成。2. GPS接收機的類型3. GPS接收機的發(fā)展? 1981年 GPS接收機問世? 測地型已從第一代發(fā)展到第三代 ,目前還在飛速發(fā)展。功能多，應用廣： 隨著人們對 GPS認識的加深， GPS不僅在測量，導航，測速，測時等方面得到更廣泛的應用，而且其應用領域不斷擴大 一、精密定位服務與標準定位服務 1）精密定位服務（ 5~10m）： PPS 美國軍方使用，包括： L1： C/A碼， P碼； L2： P碼； 消除 SA的密匙，導航電文。美國引入 W碼，并將 P碼與 W碼進行模二相加得 Y碼，難以破解。? GPS現(xiàn)代化計劃 ? 精密單點定位技術 ? 網(wǎng)絡 RTK定位技術GPS現(xiàn)代化計劃? 保護 ? 采用一系列措施保護 GPS系統(tǒng)不受敵方和黑客的干擾，增加 GPS軍用信號的抗干擾能力，其中包括增加 GPS的軍用無線電信號的強度。 精密單點定位技術? Precise Point Positioning，簡稱為 PPP。地球質心為原點的坐標系統(tǒng)（空間直角坐標系）? X軸 =0經度? X軸在赤道平面內Y軸 =東經 90度Y軸在赤道平面內Z軸 =旋轉軸（極軸 —）地心坐標為（ 0， 0， 0）? GPS定位屬于無線電定位。? ?? ，可以分別畫出兩個球面，兩個球面相交，相交處構成一個圓。? 數(shù)學公式 ??? 1．設 GPS工作衛(wèi)星 A的位置坐標為 (Xa,Ya,Za)，GPS衛(wèi)星的空間位置主要由 GPS工作衛(wèi)星提供的衛(wèi)星星歷得到。? 4顆衛(wèi)星時，也可以用最小二乘平差法來求解：? 167。 依定位模式167。 依定位采用的觀測值偽距測量（偽距定位）載波相位測量167。距離觀測值的計算衛(wèi)星鐘調制的碼信號接收機時鐘復制的碼信號?t ?t接收機至衛(wèi)星的距離借助于衛(wèi)星發(fā)射的碼信號量測并計算得到的接收機本身按同一公式復制碼信號比較本機碼信號及到達的碼信號確定傳播延遲時間 ?t傳播延遲時間乘以光速就得到距離觀測值 ?=C? ?t單點定位結果的獲取單點定位解可以理解為一個測邊