[其它]典型衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及其應(yīng)用-在線(xiàn)瀏覽
2025-06-01 00:40本頁(yè)面
【正文】 GPS衛(wèi)星 。 主控站根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果 ， 計(jì)算出衛(wèi)星的星歷 、 時(shí)鐘漂移和傳播時(shí)延 ， 然后產(chǎn)生上行鏈路報(bào)文 。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 10 (3) GPS系統(tǒng)的用戶(hù)部分 ? GPS用戶(hù)部分是指所有用戶(hù)裝置及其支持設(shè)備的集合 。 ? 典型的用戶(hù)設(shè)備包括一部天線(xiàn) 、 一部 GPS接收機(jī)/處理器 、 計(jì)算機(jī)和 CDU(控制和顯示單元 )等 4個(gè)主要部件 。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 11 典型 GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu) 前置濾波/放大 天線(xiàn) RF/IF下變頻 AD 頻率合成器 基準(zhǔn)頻率振蕩器 通道 1 通道 2 通道 N . . . 導(dǎo)航處理器 RTC 顯示控制單元 電源 至 DSP處理 非易失存儲(chǔ)器 接收單元 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 12 2. GPS系統(tǒng)提供的定位服務(wù)及特點(diǎn) ?GPS提供兩種導(dǎo)航定位業(yè)務(wù)：民用的標(biāo)準(zhǔn)定位業(yè)務(wù) (SPS)和軍用的精確定位業(yè)務(wù) (PPS)。 PPS的精度為：水平精度22米 ， 垂直精度 27米 ， 時(shí)間精度 200納秒 。 SPS的精度為：水平精度 100米 ， 垂直精度 156米 ， 時(shí)間精度 340納秒 。在 GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星位置是已知的，利用測(cè)得的到四顆 GPS衛(wèi)星的偽距就能確定用戶(hù)的位置和時(shí)間。 然后再確定用戶(hù)在以笛卡爾球心 、 地球固定的 WGS84坐標(biāo)系中的三維位置 ， 并通過(guò)計(jì)算 4個(gè)距離方程式的聯(lián)立解 ， 確定用戶(hù)時(shí)鐘和 GPS時(shí)間的偏移量 。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 16 ? 接收機(jī)是通過(guò)測(cè)量 GPS信號(hào)的傳播時(shí)延來(lái)實(shí)現(xiàn)偽距測(cè)量的 。 ? GPS衛(wèi)星在兩個(gè)載波上發(fā)送信號(hào)： L1載波：頻率 L2載波：頻率為 MHz。 P碼：速率為 ， 碼序列每七天重復(fù)一次 ， 同時(shí)調(diào)制在 L1和 L2載波上 ， 供軍用 。 L1載波信號(hào) MHz MHz MHz C/A碼 P碼 19 GPS信號(hào)的形成示意圖 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 20 ? 擴(kuò)頻后的信號(hào)再進(jìn)行 BPSK調(diào)制 ， 最后形成 CDMA信號(hào) 。 ? GPS系統(tǒng)導(dǎo)航電文的內(nèi)容主要包括：衛(wèi)星星歷 、衛(wèi)星時(shí)鐘改正參數(shù) 、 電離層時(shí)延改正參數(shù) 、 衛(wèi)星工作狀態(tài)信息 、 C/A碼轉(zhuǎn)換到捕獲 P碼的信息 、 全部衛(wèi)星的概略星歷等 。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 22 導(dǎo)航電文的幀格式 ? 導(dǎo)航電文是一個(gè)不歸零的數(shù)據(jù)流，其基本單位是主幀，每個(gè)主幀的電文長(zhǎng)度為 1500比特，歷時(shí) 30秒。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 23 GPS導(dǎo)航電文的組成格式 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 24 GPS各幀導(dǎo)航電文內(nèi)容 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第一節(jié) GPS系統(tǒng) 25 5. 差分 GPS 將一臺(tái) GPS接收機(jī)放置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測(cè)。用戶(hù)接收機(jī)在進(jìn)行 GPS觀測(cè)的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的改正數(shù)，并對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。 – 與傳播途徑有關(guān)的誤差：對(duì)流層折射誤差 、 電離層時(shí)延誤差 、 多徑效應(yīng)誤差 。 ? 影響 GPS定位精度的另一個(gè)因素是幾何精度稀釋因子 （ GDOP） 。 ? 第一顆 GLONASS 衛(wèi)星于 1982 年 10 月 12 日發(fā)射升空 ， 1995年底建成 ， 1996年 1月開(kāi)始運(yùn)行 。 ? 現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理 。 ? 衛(wèi)星星座由 24顆衛(wèi)星 （ 21顆工作星和 3顆備份星 ） 組成 ， 均勻分布在 3個(gè)近圓形的軌道平面上 ， 每個(gè)軌道面8顆衛(wèi)星 ， 軌道半徑約為 25478km， 軌道傾角 176。 ? 120? 45? 25478km ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第二節(jié) GLONASS系統(tǒng) 30 GLONASS的地面支持系統(tǒng) ? GLONASS的地面支持系統(tǒng)由系統(tǒng)控制中心、中央同步器、遙測(cè)遙控站（含激光跟蹤站）和外場(chǎng)導(dǎo)航控制設(shè)備組成。 ? 蘇聯(lián)解體后，地面支持系統(tǒng)只限于俄羅斯境內(nèi)的場(chǎng)地，系統(tǒng)控制中心和中央同步處理器位于莫斯科，遙測(cè)遙控站位于圣彼得堡、捷爾諾波爾、埃尼謝斯克和共青城。接收機(jī)處理器對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并計(jì)算出用戶(hù)所在的位置、速度和時(shí)間信息。 ? GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度在水平方向?yàn)?6m，垂直方向?yàn)?25m。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第二節(jié) GLONASS系統(tǒng) 32 ? GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址 (FDMA)方式 ，根據(jù)載波頻率來(lái)區(qū)分不同的衛(wèi)星 ， 同軌道面上的對(duì)端衛(wèi)星采用頻分復(fù)用方式 。 ? GLONASS衛(wèi)星的載波上調(diào)制了兩種 PN碼： S碼和 P碼 。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第二節(jié) GLONASS系統(tǒng) 33 GLONASS系統(tǒng)中對(duì)端衛(wèi)星之間的頻率復(fù)用 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第二節(jié) GLONASS系統(tǒng) 34 GLONASS系統(tǒng)中載波頻率計(jì)劃 n: 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 f GLONASS L1 f01=1602MHz Δf1= n: 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 f02=1246MHz Δf2= GLONASS L2 f ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第二節(jié) GLONASS系統(tǒng) 35 4. GLONASS接收機(jī)的工作原理 ? GLONASS接收機(jī)的工作原理與 GPS接收機(jī)大致相當(dāng) 。 ? GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度在水平方向?yàn)?16m，垂直方向?yàn)?25m。 ?第六講 典型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用 第二節(jié) GLONASS系統(tǒng) 37 GPS與 GLONASS系統(tǒng)比較 衛(wèi) 星 星 座 參數(shù) GPS系統(tǒng) GLONASS系統(tǒng) 總衛(wèi)星數(shù) 21+3 24 軌道面數(shù) 6 3 軌道面上衛(wèi)星數(shù) 4，不均勻分布 8，均勻分布 軌道傾角 55度 軌道高度 20223公里 19100公里 軌道周期 11小時(shí) 58分 11小時(shí) 15分 導(dǎo) 航 信 號(hào) 結(jié) 構(gòu) 載波頻率 L1: L1: L2: L2: 傳輸方式 碼分多址 頻分多址 擴(kuò)頻碼 C/A碼和 P碼 S碼和 P碼 星歷數(shù)據(jù) 軌道開(kāi)普勒根數(shù) 地心直角坐標(biāo) D碼碼率
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