GPS测量原理与应用 总复习 总结

GPS测量原理与应用-总复习-总结

测绘测绘1502闻小玖闻小玖第一章第一章绪论绪论1.GPS 系统的组成系统的组成空间部分（空间部分（GPS卫星星座）卫星星座）设计星座：(21+3)/6当前星座：31颗6个轨道平面，平均轨道高度，启动北斗一号系统工程建设至3颗地球静止轨道卫星第二步：建设北斗二号系统第二步：建设北斗二号系统测绘测绘1502闻小玖闻小玖，启动北斗二号系统工程建设；年底，完成14颗卫星第三步：建设北斗全球系统第三步：建设北斗全球系统，启动北斗全球系统建设，继承北斗有源服务和无源服务两种技术体制；计划，面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务；前后，完成35颗卫星发射组网，为全球用户提供服务。

6-6定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒第二章第二章坐标系统和时间系统坐标系统和时间系统1.坐标系统类型坐标系统类型地球坐标系－地固系地球坐标系－地固系随同地球自转，点位坐标不会随地球自转而变化；用于表达地面观测站的位置和处理GPS观测数据。

天球坐标系－空固系天球坐标系－空固系与地球自转无关，用于描述卫星的运行位置和状态。

轨道坐标系统轨道坐标系统用于研究卫星在其运行轨道上的运动2.时间系统类型时间系统类型恒星时ST（SiderealTime）平太阳时MT（MeanSolarTime）世界时UT（UniversalTime）原子）

CoordinatedUniversalTime（UTC谐调世界时）AtomicTime（AT 时．

时间系统（GPST）3.天球坐标系的定义天球坐标系的定义：：假设地球为均质的球体，且没有其它天体摄动力的影响；即假定地球的自转轴，在空间的方向是固定的，春分点在天球上的位置保持不变。

天球空间直角坐标系天球空间直角坐标系坐标原点位于地球质心Z轴指向天球北极x轴指向春分点y轴垂直于xMz平面，与x轴和z轴构成右手坐标系统天球球面坐标系天球球面坐标系系统定义坐标原点位于地球质心向径长度r赤经α赤纬δ点的坐标表示（r，α，δ）4．岁差章动．岁差章动在日、月引力的影响下，使北天极绕北黄极以顺时针的方向缓慢地旋转，在天球上北天极的运动轨迹，近似地构成一个以北黄极为中心，以黄赤交角为半径的小圆，这种现象称为岁差。

岁差。

瞬时平北天极（简称平北天极）/平北天极相应的天球赤道/春分点：按照岁差的变化规律在天球上运动的改正后瞬时北天极（或真北天极）：观测时的北天极在日、月引力等因素的影响下，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。

这种现象称为章动章动5.瞬时极天球坐标系（真天球坐标系瞬时极天球坐标系（真天球坐标系））“以瞬时北天极和瞬时春分

点为基准点建立的天球坐标系”原点位于地球质心z轴指向瞬时轴按构成右手y轴指向瞬时春分点x地球自转轴（瞬时北天极）．坐标系取向6.历元平天球坐标系：历元平天球坐标系：选择某一历元时刻t，以此瞬间的地球自转轴和春分点方向分别扣除此瞬间的章动值作为z轴和x轴的指向，y轴按构成右手坐标系取向，坐标系原点仍取地球质心。

7.协议天球坐标系：协议天球坐标系：以标准历元t0（J地球自转轴瞬时位置的平均位置作为地球的固定极，称为CIO。

协议地极CTPCTS(协议地球坐标系)原点位于地球质心z轴指向CIOx轴指向协议地球赤道面和包含CIO与平均天文台赤道参考点的子午面之交点y轴构成右手坐标系取向。

11.站心地平坐标系站心地平坐标系--Pxyz站心（左手）地平直角坐标系站心（左手）地平直角坐标系测站P1为原点P1点的法线为z轴（指向天顶为正）子午线方向为x轴（向北为正）y 轴与x、z轴垂直（向东为正），构成左手坐标系站心地平极坐标站心地平极坐标系系--PrAh以测站P1为原点卫星s至P1的距离r卫星s的方位角A卫星s的高度角hWGS-84世界大地坐标系：地心地固系ECEF协议地球坐标系CTS12.一、时间系统的定义要素：（1）原点（2）时间尺度（时间单位）13.恒星时ST以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所定义的时间系统为恒星时系统；对于同一历元时刻，有真春分点和平春分点之分。

因此恒星时就有真恒星时和平恒星时（岁差引起的）/地方性

13.太阳时（太阳时（SolarTime））以太阳为参考点，由太阳的周日视运动来测定地球的自转周期并建立的时间计量系统以平太阳（假设以真太阳周年运动的平均速度在天球赤道上作周年视运动的一个参考点，其周期与真太阳一致）为参考点，由平太阳的周日视运动所定义的时间系统/地方性、不均匀性14.世界时世界时UT以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时世界时UT1：引入极移改正世界时UT2：引入地球自转速度季节性改正15.原子时ATI原子时秒长被定义为铯原子Cs133基态的两个超精细能级间跃迁辐射振荡9192631170周所持续的时间起算原点：按国际协定取为1958年1月1日0时0秒（UT2）（事后发现在这一瞬间ATI与UT2相差0.0039秒）第三章第三章1.二体问题下的卫星运动就是无摄运动无摄运动，即只考虑地球质心引力作用的卫星运动。

2.卫星星历：卫星星历：描述卫星运动轨道信息的一组数据

3.在二体问题的研究中，通常选用6长半径a、偏心率、真近点角V（揭示示了卫星在轨道位置）、升交点赤经、轨道倾角i（揭示了地球与轨道关系）、近地点角距w（开普勒椭圆在轨道平面的定向）6参数来描述卫星的无摄运动参数来描述卫星的无摄运动

4.轨道直角坐标系轨道直角坐标系:定义一：坐标原点在地球质心Mx轴指向近地点Az轴垂直于轨道平面向上y轴在轨道平面上垂直于x轴构成右手坐标系测绘测绘1502闻小玖闻小玖定义二：坐标原点在地球质心Mx轴指向升交点Nz轴垂直于轨道

平面向上y轴在轨道平面上垂直于x轴构成右手坐标系5.瞬时轨（广预报星历（广播星历）预报星历6.即摄动轨道瞬时轨道：道：播星历）包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动改正项参数的一组星历数据（1个参考时刻、6个对应参考

时刻的开普勒轨道参数、9个反映摄动力影响的轨道摄动改正项参数）7.参考星历参考星历“相应参考历元的卫星开普勒轨道参数”8.后处理星历（精密卫星星历）后处理星历（精密卫星星历）是一些国家的某些部门（如美国DMA：DefenseMappingAgency）或某些国际性组织（如IGS：InternationalGNSSServiceforGeodynamics），根据各自建立的卫星跟踪站所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播

星历相似的方法（首先推求参考轨道参数，然后以此为基础，加入轨道摄动改正）而计算的卫星星历。

精密星历不是通过GNSS卫星的导航电文实时地向用户传递，目前主要是利用Internet网络方式9.偏近点角偏近点角10.平近点角平近点角M=M0+w(t-t0)Mo是to时刻近地点处平近点角11.

第四章第四章1.GPS卫星信号的构成：卫星信号的构成：用于导航定位的“调制波”，包含三种信号分量：载波：L1、L2、L5

测距码（C/A码和P码）数据码（导航电文或D码）码或码序列：表达不同信息的二进制数及其组合。

?码元：在二进制中，一位二进制数叫做一个码元或一比特（Binarydigit－bit，为码的度量单位）?编码：将各种信息，如声