GPS期末复习资料

第一章

1、常规定位方法的局限性

需要事先布设大量的地面控制点/地面站

无法同时精确确定点的三维坐标

观测受气候、环境条件限制

观测点之间需要保证通视

受系统误差影响大，如地球旁折光

2、美国政府的GPS政策

SPS与PPS

SPS –标准定位服务，使用C/A码，民用

PPS –精密定位服务，可使用P码，军用

SA与AS

SA技术（ Selective Availability –选择可用性）

1990.3.25~2000.5.1，人为降低普通用户的测量精度。方法:

- ε技术：降低星历精度（加入随机变化）

- δ技术：卫星钟加高频抖动（短周期，快变化）

AS技术（Anti-Spoofing –反电子欺骗）

1994.1.31~至今

P码加密，P+W→Y

3、针对SA和AS政策的对策

（1）.建立独立的GPS卫星测轨系统

（2.）建立独立的卫星导航和定位系统。

（3）.开发GPS和GLONASS兼容的接收机

（4）.研究与开发差分GPS （Differential GPS，DGPS）定位技术

4、GPS现代化的主要内容

提高GPS卫星发射的信号强度，以增加抗电子干扰能力

在GPS信号中新增具有更好的保密性和抗干扰能力的军用码（M码），并与民用码分开

研制抗干扰能力和快速初始化功能更强的接受设备

创造阻止和干扰敌方使用GPS的新技术

停止SA政策，提高民用定位精度

在L2载波上调制C/A码,增加L5民用频率，改善民用定位精度和可靠性

实施GPSⅢ计划

5、GPS现代化的步骤

(1)GPS现代化第一阶段;发射12颗改进型的GPS BLOCK ⅡR型卫星。

(2)GPS现代化第二阶段:发射6颗GPS BLOCK ⅡF型卫星。到2008年至少有18颗ⅡF型卫星，到2016年全部以ⅡF型（24+3）运行。

(3)GPS现代化计划的第三阶段:研制和发射GPS BLOCK Ⅲ型卫星，计划用近20年的时间完成GPS Ⅲ计划，完全取代目前的GPS 系统。

6、中国北斗“三步走”总体规划

第一步，2000年建成了北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家；

第二步，建设北斗卫星导航系统，2012年底左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力；

第三步，2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。

7、GPS的系统组成

（1）空间部分（2）地面控制部分（3）用户设备部分

8、GPS卫星的作用

(1)接收、存储导航电文

(2)生成用于导航定位的信号（测距码、载波）

(3)发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文）

(4)接受地面指令，进行相应操作 (其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。) 9、主控站的作用

(1)管理、协调地面监控系统各部分的工作，

(2)收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站将卫星星历注入卫星，

(3)监控卫星状态，向卫星发送控制指令；

(4)卫星维护与异常情况的处理

10、GPS的特点

(1)定位精度高 (2) 观测时间短 (3)测站间无须通视

第二章

1、协议坐标系：国际上都通过协议来确定某些全球性坐标系统的坐标轴指向，这种共同确认的坐标系称为协议坐标系。

2、天球：指以地球质心为中心，半径r为任意长度的一个假想球体。

3、黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，即当地球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。

4、黄极:通过天球中心，垂直于黄道面的直线与天球的交点。

5、春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点 。

6、岁差：岁差是指由日月行星引力共同作用的结果，使地球自转轴在空间的方向发生周期性变化。

7、章动：在各种天体力的影响下还存在有短周期的变化，瞬时北天极绕瞬时平北天极产生旋转大致成椭圆形轨迹，周期约为18.6年．这种运动称为章动。

8、瞬时北天极：地球自转轴在空间绕北黄极顺时针旋转，因而使北天极以同样方式绕北黄极顺时针旋转。在天球上，这种顺时针规律运动的北天极称为瞬时平北天极。

9、瞬时春分点：如果观测时的北天极称为瞬时北天极（或真北天极），相应的天球赤道和春分点称为瞬时天球赤道和瞬时春分点

10协议天球坐标系：为建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系，通常选择某一时刻t0作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过该瞬时岁差和章动改正后，作为z轴和x轴，由此构成的空固坐标系称为所取标准历元的平天球坐标系，或协议天球坐标系，也称协议惯性坐标系

11、地心空间直角坐标系：原点与地球质心重合，z轴指向地球北极，x轴指向格林尼治平子午面与赤道的交点E，y轴垂直于xoz平面构成右手坐标系。

12、极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移。

13、国际协议原点：以1900-1905年的平均纬度所确定的平均地极位置作为基准点，平极的位置是相应上述期间地球自转轴的平均位置，通常称为国际协议原点

协议地球坐标系：以协议地极为基准点的地球坐标系称为协议地球坐标系

14、国际原子时：通过相互比对，经数据处理推算出统一的原子时系统，称为国际原子时

15、协调世界时：原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷时间系统，称为协调世界时或协调时。

1、对协议天球坐标系的理解