gps原理及應(yīng)用課件第1章衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展歷史(編輯修改稿)
2024-08-31 22:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，第三次修改。方案是：有21顆工作衛(wèi)星和 3顆在軌備用衛(wèi)星組稱， 6個軌道互成60度角，共有 24顆衛(wèi)星，軌道長半軸為 26609公里，高度在兩萬公里以上。 （ 1） 第一階段 ——原理與可行性（方案論證和初步設(shè)計階段） 由 1973 1979年，共發(fā)射 4顆試驗衛(wèi)星，結(jié)果令人滿意。 （ 2） 第二階段 ——系統(tǒng)全面研制與試驗階段 由 19791984年，發(fā)射了 7顆試驗衛(wèi)星， BlockⅠ 衛(wèi)星（11顆）。定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計精度。粗碼定位精度為14米。 （ 3） 第三階段 ——最后工程完成與發(fā)展（實用組網(wǎng)階段） 1989年，工作衛(wèi)星發(fā)射， BlockⅡ 、 BlockⅡ A。 DOD于1995年 4月 27日宣布：“ GPS系統(tǒng)已具備全部運作能力。至此，整個歷時 23年、耗資 130億美元的 GPS計劃宣告完成。 GPS定位系統(tǒng)的組成 GPS系統(tǒng)的組成： ? GPS工作衛(wèi)星星座 —— 空間部分； ? 地面監(jiān)控系統(tǒng) —— 地面控制部分； ? GPS接收機 —— 用戶設(shè)備部分。 一、空間部分 —— GPS工作衛(wèi)星星座 GPS的空間部分的組成 – GPS衛(wèi)星星座 ? 6個軌道面 ? 平均軌道高度20200km ? 軌道傾角 55 ? ? 周期 11h 58min（ 顧及地球自轉(zhuǎn)，地球 衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前4min重復(fù)一次） ? GPS衛(wèi)星星座 –設(shè)計星座： 21+3 – 21顆正式的工作衛(wèi)星 +3顆活動的備用衛(wèi)星 –保證在每天 24小時的任何時刻和地點 ，能夠同時觀測到 4顆以上衛(wèi)星 ? GPS衛(wèi)星 – 作用： ? 接收、存儲導(dǎo)航電文 ? 生成用于導(dǎo)航定位的信號（測距碼、載波） ? 發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號（采用雙相調(diào)制法調(diào)制在載波上的測距碼和導(dǎo)航電文） ? 接受地面指令，進(jìn)行相應(yīng)操作 ? 其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測核暴等。 – 主要設(shè)備 ? 太陽能電池板 ? 原子鐘（ 2臺銫鐘、 2臺銣鐘） ? 信號生成與發(fā)射裝置 Block IIR Block IIA Block IIA Block IIR Block IIF Block IIR 不同類型的 GPS衛(wèi)星 二、 GPS的地面監(jiān)控部分 ? 地面監(jiān)控部分 （ Ground Segment） –組成 ? 主控站： 1個 ? 監(jiān)測站： 5個 ? 注入站： 3個 ? 通訊與輔助系統(tǒng) G P S 衛(wèi)星注入站監(jiān)測站主控站GPS的地面監(jiān)控部分 ? 地面監(jiān)控部分 （ Ground Segment） –分布 主控站 監(jiān)測站注入站大西洋太平洋印度洋? 主控站（ 1個） – 作用： ? 管理、協(xié)調(diào)地面監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作， ? 收集各監(jiān)測站的數(shù)據(jù)，編制導(dǎo)航電文，送往注入站將衛(wèi)星星歷注入衛(wèi)星， ? 監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)，向衛(wèi)星發(fā)送控制指令； ? 衛(wèi)星維護(hù)與異常情況的處理。 – 地點：美國科羅拉多州法爾孔空軍基地 。 ? 注入站（ 3個） – 作用： – 將導(dǎo)航電文注入GPS衛(wèi)星。 – 地點： – 阿松森群島（大西洋）、迪戈加西亞（印度洋）和卡瓦加蘭（太平洋） ? 監(jiān)測站（ 5個） –作用： 接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，采集氣象信息，并將所收集到的數(shù)據(jù)傳送給主控站。 –地點： 夏威夷、主控站及三個注入站。 三、 GPS的用戶部分 ? 組成 –用戶 –接收設(shè)備 ? 接收設(shè)備 – GPS信號接收機 –其它儀器設(shè)備 ? GPS信號接收機 – 組成 ? 天線單元 –帶前置放大器 –接收天線 ? 接收單元 –信號通道 –存儲器 –微處理器 –輸入輸出設(shè)備 –電源 GPS接收機的組成及作用 （ 1）天線 —— 接收 GPS衛(wèi)星信號，濾波、放大； （ 2）主機 —— 對 GPS信號進(jìn)行“解碼”，計算衛(wèi)星位置，計算站星間的“偽距”（包含鐘差改正數(shù)），解算出測站坐標(biāo)。 （ 3）輸入 /輸出系統(tǒng) —— 操作鍵盤，顯
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