xxx全球定位系統(tǒng)故障分析-文庫(kù)吧資料
2025-07-02 00:32本頁(yè)面
【正文】 ，便于野外觀測(cè)使用。在用機(jī)外電源時(shí)機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)后，就可測(cè)量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率，解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。 （三）用戶設(shè)備部分 用戶設(shè)備部分即GPS 信號(hào)接收機(jī)。 （二）地面控制系統(tǒng)地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)站(Monitor Station）、主控制站（Master Monitor Station）、地面天線（Ground Antenna）所組成，主控制站位于美國(guó)科羅拉多州春田市（Colorado Spring）。衛(wèi)星導(dǎo)航電文。 對(duì)所有可見(jiàn)衛(wèi)星連續(xù)測(cè)距，主控站利用此數(shù)據(jù)計(jì)算并預(yù)算衛(wèi)星軌道。監(jiān)測(cè)站完成如下工作： 記錄衛(wèi)星時(shí)鐘的精度 向主控站采集并轉(zhuǎn)發(fā)氣象數(shù)據(jù)，例如氣壓、氣溫和露點(diǎn)。在主控站有一個(gè)原子鐘，此鐘是GPS的基準(zhǔn)。 控制段有一個(gè)主控站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站，其中三個(gè)監(jiān)測(cè)站也作數(shù)據(jù)的上行裝載站。圖如下：（3） （3） 控制段控制段就是地面上的控制和監(jiān)測(cè)站，它們連續(xù)地監(jiān)測(cè)并跟蹤各個(gè)衛(wèi)星，控制段能完成如下工作： 監(jiān)測(cè)并修正衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星時(shí)鐘 算出并生成衛(wèi)星導(dǎo)航電文，此電文具有說(shuō)明衛(wèi)星未來(lái)位置更新信息，并收集有所有GPS衛(wèi)星的最新數(shù)據(jù)。圖如下：（2） （2）用戶段用戶段就是飛機(jī)上的GPS接收組件，它接收衛(wèi)星信號(hào)。共有21個(gè)工作衛(wèi)星和三個(gè)備用衛(wèi)星。 GPS有三個(gè)工作段：衛(wèi)星段用戶段控制段 衛(wèi)星段衛(wèi)星段是離地球高10900海里軌道上的一群衛(wèi)星。）第二節(jié)：GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分（一）空間部分 GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成（21顆工作衛(wèi)星；3顆備用衛(wèi)星），它位于距地表20200km的上空，均勻分布在6 個(gè)軌道面上（每個(gè)軌道面4 顆），軌道傾角為55176。Ashby解釋說(shuō)：“如果衛(wèi)星上沒(méi)有頻率補(bǔ)償，每天將會(huì)增大11千米的誤差。大約2萬(wàn)千米的高空，GPS衛(wèi)星經(jīng)受到的引力拉力大約相當(dāng)于地面上的四分之一。Will計(jì)算出，這意味著它的星載原子鐘每天要比地球上的鐘慢7微秒。華盛頓大學(xué)的物理學(xué)家Clifford M. Will詳細(xì)解釋說(shuō)：“如果不考慮相對(duì)論效應(yīng)，衛(wèi)星上的時(shí)鐘就和地球的時(shí)鐘不同步。因此精確的GPS接受器就要用到相對(duì)論效應(yīng)。如圖所示，假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△t，再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式。在GPS觀測(cè)量中包含了衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差，在定位計(jì)算時(shí)還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響，在進(jìn)行相對(duì)定位時(shí)大部分公共誤差被抵消或削弱， 因此定位精度將大大提高，雙頻接收機(jī)可以根據(jù)兩個(gè)頻率的觀測(cè)量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機(jī)間距離較遠(yuǎn)時(shí)（大氣有明顯差別），應(yīng)選用雙頻接收機(jī)。單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定接收機(jī)位置的方式，它只能采用偽距觀測(cè)量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。相位觀測(cè)值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對(duì)定位、并有一段連續(xù)觀測(cè)值時(shí)才能使用相位觀測(cè)值，而要達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的定位 精度也只能采用相位觀測(cè)值。嚴(yán)格而言，載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛(wèi)星信號(hào)載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號(hào)相位之差。對(duì)0A碼測(cè)得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對(duì)P碼測(cè)得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。GPS接收機(jī)可接收到可用于授時(shí)的準(zhǔn)確至納秒級(jí)的時(shí)間信息；用于預(yù)報(bào)未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報(bào)星歷；用于計(jì)算定位時(shí)所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個(gè)衛(wèi)星不同，隨時(shí)變化）；以及GPS系統(tǒng)信息，如衛(wèi)星狀況等。然而，由于用戶接受機(jī)使用的時(shí)鐘與衛(wèi)星星載時(shí)鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標(biāo)x、y、z外，還要引進(jìn)一個(gè)Δt即衛(wèi)星與接收機(jī)之間的時(shí)間差作為未知數(shù)，然后用4個(gè)方程將這4個(gè)未知數(shù)解出來(lái)。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時(shí)
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