四大GNSS及GPS的基本原理与测量应用
如何使用GNSS进行位置定位与测量
如何使用GNSS进行位置定位与测量全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星信号的位置定位与测量技术，被广泛应用于交通导航、地理信息系统、军事等领域。
本文将探讨如何使用GNSS进行位置定位与测量，并介绍其原理、应用和挑战。
一、GNSS的原理和组成GNSS由一组卫星、地面控制站和用户设备组成。
主要的GNSS系统包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统）以及欧洲的Galileo。
这些系统利用卫星发射的信号，通过测量信号传播时间和卫星位置等信息，计算用户设备的位置。
二、GNSS的应用领域1.交通导航：GNSS在车载导航系统中被广泛应用，可以为司机提供准确的位置和导航信息，提高驾驶效率和安全性。
2.地理信息系统（GIS）：GNSS可用于地图制作、土地测量和空间数据采集，为城市规划、资源管理等提供基本数据。
3.军事应用：军事部门使用GNSS进行导航、目标定位和武器系统控制。
高精度的GNSS定位技术对于精确打击和战场指挥至关重要。
4.测绘工程：GNSS可以提供高精度的位置测量数据，为测绘工程和土地测量提供基础。
三、GNSS定位与测量的方法GNSS定位与测量主要有单点定位、差分定位和动态定位三种方法。
1.单点定位：利用多颗卫星的信号，测量信号传播时间和卫星位置等信息，通过计算得出单个用户设备的位置。
这种方法适用于一般定位需求，但精度可能受到多种误差的影响。
2.差分定位：与单点定位不同，差分定位需要一个已知位置的基准站，并将基准站的位置信息与用户设备的测量结果进行比较，消除误差。
差分定位可提高定位精度，适用于要求更高精度的应用。
3.动态定位：动态定位主要用于需要实时位置数据的应用，如车辆导航、航空和航海等。
动态定位对定位精度和计算速度有较高要求，需要综合考虑信号质量、地形等因素。
四、GNSS定位与测量的挑战1.卫星信号质量和可视性：卫星信号受天气、地形和建筑物的遮挡等因素影响，可能会导致信号质量下降或中断。
测绘技术中的全球导航卫星系统原理和应用
测绘技术中的全球导航卫星系统原理和应用导读：全球导航卫星系统（GNSS）是一种通过一系列卫星来提供全球定位、导航和时钟同步服务的技术系统。
本文将介绍GNSS的原理及其在测绘技术中的应用。
一、GNSS的原理全球导航卫星系统（GNSS）是一种由多颗卫星组成的系统，其中包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo以及中国的北斗导航系统。
这些卫星以恒定速度绕地球轨道运行，向地面发送信号，接收器通过解算这些信号的时间差来计算自身的位置坐标。
GNSS原理的核心是三角测量法，它基于接收器接收到至少4颗卫星的信号，并通过测量这些信号的时差来计算接收器与这些卫星之间的距离。
通过多边形三角定位原理，可以计算出接收器的三维坐标。
二、GNSS在测绘技术中的应用1. 地图制作GNSS在地图制作中发挥着重要的作用。
传统的地图制作需要通过地面控制点进行测量，而使用GNSS可以大大提高测绘的效率和精度。
通过GNSS接收器获取的坐标数据可以直接导入到地图制作软件中，从而快速绘制出准确的地图。
2. 土地测绘在土地测绘中，GNSS可以提供高精度的定位和测量数据。
无论是测量地块的边界还是标记基准点，使用GNSS可以减少传统的地面测量工作，提高工作效率和精度。
此外，GNSS还可以用于土地使用规划和资源管理等方面。
3. 工程测量在工程测量中，GNSS可以提供准确的三维定位数据，用于建筑物、道路和桥梁等工程的测量和监控。
使用GNSS接收器可以实时获取建筑物的位置和运动信息，从而对工程项目进行精确的控制和监测。
4. 海洋测量对于海洋测量，GNSS同样可以发挥重要作用。
船舶和潜水器上安装的GNSS接收器可以实时定位和记录其位置信息，从而准确计算航线和测量海底地形。
此外，GNSS还可以用于海洋导航和水文测量等方面。
5. 精准农业在精准农业中，GNSS可以为农民提供准确的位置信息和农田测量数据。
农民可以根据GNSS提供的数据精确施肥、浇水和喷洒农药，从而实现农田的精确管理和提高产量。
GNSS原理及应用
一GNSS测量原理及应用（一）、GPS 基本原理GPS 导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS 卫星正常工作时，会不断地用1 和0 二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS 系统使用的伪码一共有两种，码。
分别是民用的C/A 码和军用的PY）C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1 微秒，相当于300m；P 码频率10.23MHz，重复周期266.4 天，码间距0.1 微秒，相当于30m。
而Y 码是在P 码的基础上形成的，保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s 调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5 个子帧每帧长6s。
前三帧各10 个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3 数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84 大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS 导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z 外，还要引进一个Δt 即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4 个方程将这4 个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到 4 个卫星的信号。
GNSS原理及应用
GNSS原理及应用GNSS（全球导航卫星系统）是一种通过利用包括GPS（全球定位系统）、GLONASS（俄罗斯全球导航卫星系统）、Galileo（欧洲全球导航卫星系统）和Beidou（中国的全球导航卫星系统）等多个卫星系统的卫星进行全球定位和导航的技术。
GNSS原理及应用如下：GNSS主要基于三个原理：距离测量、卫星轨道和钟差测量以及建立导航解算。
首先，距离测量是一种基于卫星到接收机的距离计算的原理。
GNSS 接收机接收到来自卫星的信号，并通过计算信号传播的时间来测量卫星与接收机之间的距离。
通过同时接收多个卫星的信号，接收机可以确定自己的位置。
其次，卫星轨道和钟差测量是用来确定卫星的位置和钟差的原理。
接收机通过测量卫星信号的相位差来计算卫星的位置，同时也需要测量卫星钟差以纠正信号传播时钟差对定位结果的影响。
最后，建立导航解算是用来确定接收机的位置的原理。
通过接收来自至少四个卫星的信号，接收机可以使用三个已知位置的卫星确定自己的位置。
接收机还可以使用额外的卫星信号进行精确的定位和导航。
GNSS的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1.行车导航：GNSS可以用于车辆导航系统，提供准确的位置信息，帮助驾驶员选择最佳路线、避免交通拥堵和减少行车时间。
2.航空导航：GNSS在航空领域被广泛应用于飞行导航和着陆系统。
它提供高精度的位置信息，帮助飞行器确定其准确的位置和航向。
3.农业和渔业：农民和渔民可以利用GNSS来进行土地测量、货物追踪和捕捞活动。
它可以帮助农民和渔民提高生产效率，减少成本和资源浪费。
4.海洋和航运：GNSS在海洋和航运领域中广泛应用于船舶导航和航行控制。
它可以提供精确的船舶位置和速度信息，帮助船舶避免碰撞和确定最佳航线。
5.时钟同步：GNSS的卫星钟具有非常高的精度，可以用于时间同步应用。
它可以提供准确的时间信号，用于电信、金融、网络通信和科学研究等领域。
总之，GNSS原理和应用在现代社会中具有广泛的应用前景。
四大GNSS及GPS的基本原理与测量应用(1)
伽利略（GALILEO）
由30颗卫星组成，分布在3个轨道，轨道高度 24126Km
与GPS相比： • 覆盖面积将是GPS系统的两倍 • 地面定位误差不超过1米，GPS只能找到 街道，而伽利略系统则能找到车库门 • 伽利略系统使用多种频段工作，在民用 领域比GPS更经济、更透明、更开放
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最新进展：已发射16颗 北斗导航卫星，其中14 颗在轨提供服务，构造 5GEO+5IGSO+4MEO的星座 构型。
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北斗介绍
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二、GPS的组成及基本原理
GPS的组成
• 空间星座部分 • 地面控制部分 • 用户设备部分
北斗（COMPAபைடு நூலகம்S）
５颗静止轨道卫星+３０颗非静止轨道卫星 采用中国2000大地坐标系（CGS2000） 开放服务：
• 定位精度: 10 m • 测速精度: 0.2 m/s • 授时精度: 20 ns
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北斗现状
完成时间： 2012年区域 性组网已经完成实现亚 太地区覆盖，2020年完 成全球覆盖
工作原理
平方型接收机 混合型接收机 干涉型接收机
通道种类
多通道接收机 序贯通道接收机
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GPS系统组成——用户设备部分
手持导航型GPS机，精度5-15m
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GPS系统组成——用户设备部分
测量型GPS接收机，最高精度3mm+0.5ppm
格洛纳斯现状
gnss测量原理的应用
GNSS测量原理的应用1. 什么是GNSS？GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用地球上的卫星进行定位和导航的技术。
它利用一组全球分布的卫星，接收者接收到卫星的信号后，通过测量卫星和接收者之间的距离和时间差，可以计算出接收者的位置和速度。
GNSS系统包括全球定位系统（GPS）、伽利略卫星导航系统（Galileo）、中国北斗导航卫星系统（Beidou）等。
2. GNSS测量原理简介GNSS测量原理基于三角测量和时间测量原理。
当接收者接收到多颗卫星发射的信号时，可以通过测量接收信号的时间和卫星位置之间的距离，计算出接收者的位置。
具体步骤如下：•接收到卫星信号：接收者通过天线接收到多颗卫星发射的信号。
•计算信号传播时间：接收者利用接收到的信号中的时间标记信息，计算信号传播的时间。
•计算到卫星的距离：通过使用相对于接收者位置已知的卫星位置和信号传播时间，计算出接收者到每颗卫星的距离。
•定位计算：根据接收者到多个卫星的距离，利用三角测量原理计算出接收者的位置。
3. GNSS测量原理的应用GNSS测量原理广泛应用于以下领域：3.1 车辆导航与定位•实时导航：车辆装备有GNSS接收器后，可以通过接收卫星信号获取到当前位置，并结合导航软件提供的地图信息，实现实时导航功能。
•车辆追踪与调度：通过GNSS测量原理，车辆的位置可以被准确测量和记录，从而可以进行车辆的追踪和调度管理，提高交通管理效率。
•防盗与安全：GNSS测量原理可以用于车辆的防盗与安全功能。
一旦车辆发生被盗情况，可以通过GNSS系统追踪车辆位置，并及时采取相应的措施。
3.2 航空与航海领域•飞行导航：航空器通过接收卫星信号，可以获取到当前的位置和速度信息，帮助飞行员进行导航、飞行计划和飞行管理。
•海洋测量与导航：航海者可以根据接收到的卫星信号，计算出船舶的位置和速度，进行海上测量与导航。
3.3 土壤和大地工程测量•土壤变形监测：利用GNSS技术，可以测量土壤或岩石的变形情况，用于土地变化监控和工程结构稳定性评估。
四大GNSS及GPS的基本原理与测量应用
四大GNSS及GPS的基本原理与测量应用全球导航卫星系统（GNSS）是通过一组位于地球轨道上的卫星来提供全球范围内的定位和导航服务。
目前，全球有四个主要的GNSS系统，包括美国的GPS（全球定位系统），俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统），欧洲的Galileo（伽利略导航系统）以及中国的北斗导航系统。
GPS的基本原理是通过测量卫星与接收机之间的时间延迟来确定接收机位置。
GPS系统由约30颗卫星组成，它们以不同的轨道高度、方位和倾斜角度围绕地球运行。
接收机接收到来自多颗卫星的信号后，利用其时间标记信息以及卫星位置信息，通过三角定位等方法计算出接收机的位置。
GLONASS是俄罗斯开发的导航系统，它类似于GPS。
GLONASS系统有24颗卫星，通过测量卫星和接收机之间的时间延迟来确定位置。
与GPS不同的是，GLONASS系统中的每颗卫星都以倾斜的轨道绕地球运行。
Galileo是欧洲自主研发的导航系统，旨在提供更准确和可靠的定位服务。
Galileo系统由30颗卫星组成，其中包括27颗操作卫星和3颗备用卫星。
Galileo系统使用和GPS类似的原理进行测量，但采用了更高精度的时钟和更先进的信号处理技术。
北斗导航系统是中国自主研发的GNSS系统，旨在提供全球覆盖的导航和定位服务。
北斗系统包括5颗地球同步轨道卫星和27颗倾斜地球同步轨道卫星。
北斗系统通过对卫星信号的接收和处理，利用三角定位等方法确定接收机的位置。
这些GNSS系统在许多领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，它们用于卫星导航和飞行控制系统。
在陆地交通领域，它们用于车辆导航和位置追踪。
在海洋领域，它们用于船舶导航和渔业管理。
在测绘和地理信息系统领域，它们用于地图制作、土地测量和环境监测。
此外，GNSS系统还广泛用于军事应用，如军事导航和弹道导引系统。
它们还被用于提供时间同步服务，如金融交易和通信网络的时间同步。
此外，GNSS系统还广泛用于大气科学研究、天文学观测和地震监测等领域。
GNSS测量原理及应用
GNSS测量原理及应用一、GNSS测量原理（以GPS为代表）（一）、GPS基本原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y）码。
C/A 码频率 1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。
而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。
前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
GNSS原理及应用【范本模板】
一GNSS测量原理及应用（一）、GPS 基本原理GPS 导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR)：当GPS 卫星正常工作时，会不断地用1 和0 二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS 系统使用的伪码一共有两种，码. 分别是民用的C/A 码和军用的PY）C/A码频率1。
023MHz,重复周期一毫秒，码间距1 微秒，相当于300m；P 码频率10.23MHz,重复周期266.4 天，码间距0.1 微秒，相当于30m。
而Y 码是在P 码的基础上形成的，保密性能更佳.导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s 调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5 个子帧每帧长6s.前三帧各10 个字码；每三十秒重复一次,每小时更新一次。
后两帧共15000b.导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3 数据块,其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84 大地坐标系中的位置速度等信息便可得知. 可见GPS 导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z 外，还要引进一个Δt 即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用 4 个方程将这 4 个未知数解出来.所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4 个卫星的信号。
GNSS测量原理及应用
GNSS测量原理及应用GNSS（全球导航卫星系统）是一种基于卫星导航和信号接收的精确定位技术。
它利用一组地球轨道上的卫星，通过发送无线电信号，使得接收器能够确定接收器的位置、速度和时间。
GNSS测量原理及应用包括以下几个方面：1.测量原理：GNSS测量原理基于三角测量原理，通过测量接收器和卫星之间的距离或角度来确定接收器的位置。
接收器接收来自多个卫星的信号，并使用这些信号的传播时间差来测量接收器和卫星之间的距离。
同时，通过分析信号的相位差，可以计算出接收器和卫星之间的角度。
这些测量值与卫星的位置和时间信息结合起来，可以确定接收器的位置。
2.应用领域：GNSS的应用非常广泛，包括航空航天、交通运输、地理测量、农业、自动驾驶等。
在航空航天领域，GNSS被用于飞机导航、导弹制导、航天飞行器定位等。
在交通运输领域，GNSS可以用于车辆定位、导航系统和智能交通管理。
地理测量方面，GNSS可以用于测绘、地图制作和地质勘探。
在农业领域，GNSS可以帮助农民进行土地管理和精确农业。
此外，GNSS还广泛应用于GPS跟踪系统、无人机航行、航海和渔业等领域。
3.精度和限制：GNSS的测量精度与多个因素有关，主要包括卫星的遮挡、信号传播的干扰、接收器的精度和环境条件等。
由于信号在穿过大气层时会受到延迟、衰减和反射等影响，因此在一些环境下，如峡谷、城市高楼和森林等密集地区，GNSS信号的可用性和精度会受到限制。
此外，GNSS接收器的精度和定位算法的性能也会影响测量结果的精度。
4.发展趋势：随着技术的不断发展，GNSS系统的覆盖范围和精度将不断提高。
目前，全球主要的GNSS系统包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的北斗系统。
这些系统将逐渐实现互操作和互补，以提供更准确、可靠的定位服务。
此外，GNSS技术也将与其他定位技术结合，如惯性导航系统（INS）、地面基站和雷达等，以进一步提高定位的精度和可靠性。
GNSS定位技术的基本原理与应用介绍
GNSS定位技术的基本原理与应用介绍1.引言GNSS（全球导航卫星定位系统）是目前常用的卫星导航系统，广泛应用于航空、航海、测绘、交通、气象等领域。
本文将介绍GNSS定位技术的基本原理和其在不同领域的应用。
2.GNSS定位原理GNSS定位是通过接收多颗卫星发送的信号，利用卫星的位置信息和信号传播时间来测量接收器的位置。
GNSS系统包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统）、欧洲的Galileo（伽利略卫星导航系统）等。
这些系统都是由地球轨道上的多颗卫星组成，它们以准确的时钟同步发送信号，接收器接收到信号后通过计算信号传播时间和卫星的位置，从而确定接收器所在的位置。
3.GNSS定位的精度和可靠性GNSS定位的精度受多种因素的影响，包括接收器的类型、信号遮挡、大气湿度等。
在开阔的地区和理想条件下，GNSS定位的精度可以达到几米到十几米的水平。
然而，在城市区域或有建筑物遮挡的地方，信号的传播受到干扰，可能会导致定位误差增大。
为了提高精度和可靠性，GNSS系统通常会与其他辅助定位技术（如惯性测量单元）结合使用。
4.GNSS定位的应用4.1 航空导航航空领域是GNSS定位的一个重要应用领域。
飞机可以利用GNSS定位系统来测量自身的位置和航向，以实现精确导航。
GNSS可以提供飞机导航系统所需的精确定位信息，可用于飞行计划、自动驾驶、着陆引导等。
4.2 航海导航航海导航是另一个重要的GNSS应用领域。
船舶可以借助GNSS定位系统来确定自身的位置以及航线，为航海提供导航支持。
船舶导航使用的GNSS系统通常是多系统或多频率的，以提供更高的可靠性和精度。
4.3 测绘和地理信息系统（GIS）GNSS在测绘和GIS领域的应用也非常广泛。
测绘人员可以使用GNSS测量仪器，通过测量接收卫星信号的时间差来确定地面各点的准确位置，从而制作高精度的地图。
GNSS定位技术还可应用于GIS系统，帮助确定各种地理数据的准确位置。
GNSS测量原理及应用
GNSS测量原理及应用一、GNSS测量原理（以GPS为代表）（一）、GPS基本原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y）码。
C/A 码频率 1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。
而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。
前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
GNSS及GPS的基本原理与测量应用
GNSS及GPS的基本原理与测量应用GNSS（全球导航卫星系统）是指由多颗卫星以及地面控制段组成的导航系统，能够提供全球范围内高精度的位置、速度和时间信息。
其中最著名的就是GPS（全球定位系统），由美国建立并维护。
GPS的基本原理是通过测量卫星与接收器之间的时间差来计算接收器的位置。
GPS系统由24颗运行在轨道上的卫星组成，卫星运行于地球对称贝壳状轨道上，每颗卫星都具有精确的轨道和时间信息。
接收器接收到来自卫星的信号，通过测量信号的传播时间差来计算出卫星与接收器的距离，至少需要三颗卫星的信号才能确定接收器的位置。
接收器利用收到的卫星信号进行距离测量，然后通过计算与卫星的三维距离，最终确定接收器的位置。
在GPS测量应用中，主要有以下几个方面：1.地理测量：GPS能够提供高精度的位置信息，因此在地理测量领域有着广泛应用。
例如，在土地测绘、建筑工程和城市规划中，可以利用GPS技术获取准确的地理位置信息进行测量和定位。
2.航空航天：GPS在航空航天领域也有重要应用。
在飞机、导弹和航天器的导航中，GPS可以提供精确的位置、速度和时间信息，确保飞行器能够准确导航和定位。
3.交通运输：GPS在交通运输领域也起到了重要的作用。
通过GPS技术，可以实现车辆的定位和监控，提高交通管理的效率。
此外，GPS还可以优化路线规划，实现导航和导航服务。
4.环境研究：GPS在环境研究中也发挥着重要的作用。
例如，在地质学、气象学和海洋学中，可以利用GPS技术来监测地球表面的变形和运动，提供地质灾害预警和气象预测。
5.农业：GPS在农业领域也有广泛应用。
通过GPS技术，可以实现机械化农业的精确作业，提高农作物的产量和品质。
例如，在精确播种、施肥和灌溉中，利用GPS技术可以实现较高的定位精度。
6.旅游和户外运动：GPS在旅游和户外运动领域也非常实用。
通过GPS导航仪等设备，可以实现精确导航，避免迷路，并提供实时位置信息和路径规划，提高旅游和户外运动的安全性和便利性。
GNSS系统在地理测量中的应用
GNSS系统在地理测量中的应用引言：全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星定位的导航系统，通过接收来自卫星的信号，能够准确测量地球上任意位置的经度、纬度和高程。
自从GPS系统问世以来，GNSS系统已经逐渐成为地理测量领域的核心技术之一。
本文将探讨GNSS系统在地理测量中的应用，并探讨它所带来的影响。
一、GNSS系统的基本原理GNSS系统利用一组卫星进行定位，这些卫星将精确的时间信号广播到接收器。
接收器通过计算接收到信号的时间差，并结合卫星的轨道信息，来确定接收器的位置。
GNSS系统包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的Galileo系统和中国的北斗系统。
二、1. 地理定位GNSS系统在地理测量中最常见的应用就是地理定位。
通过接收多颗卫星的信号，测量器件能够精准确定其位置的经度和纬度，从而实现地理定位。
这对于海上航行、航空导航、车辆行驶以及户外探险等活动都是至关重要的。
2. 地形测量地形测量是地理测量的重要组成部分之一。
GNSS系统可以通过计算接收到信号的时间差和卫星的轨道信息，来确定接收器相对于地面的高程。
这种测量方法准确、迅速，并且可以在户外环境下进行，因此在地质勘探、土地测绘和环境监测等领域得到广泛应用。
3. 运动测量GNSS系统不仅可以测量位置，还可以测量运动速度和方向。
通过不同时间段接收到的信号可以计算接收器的移动距离和方向。
这种测量方法在车辆管理、物流运输和运动员训练等领域具有重要价值。
4. 时间同步除了用于定位和测量，GNSS系统还可以提供精确的时间同步服务。
各领域的设备和系统都需要准确的时间标准，以保证数据的同步和一致性。
GNSS系统通过卫星的精确时间信号，为各行各业提供高精度的时间同步服务。
三、GNSS系统带来的影响GNSS系统的应用在地理测量领域发挥着重要作用，它带来了许多显著的影响。
首先，GNSS系统提高了地理测量的精度和准确性。
传统的测量方法往往需要人工参与，并且容易受到环境的影响。
GNSS测量原理及应用【范本模板】
GNSS测量原理及应用一、GNSS测量原理(以GPS为代表）（一)、GPS基本原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码）发射导航电文。
GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P（Y）码.C/A 码频率1。
023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266。
4天，码间距0。
1微秒，相当于30m.而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s 调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。
前三帧各10个字码；每三十秒重复一次,每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS—84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知. 可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt 即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
四大GNSS及GPS的基本原理与测量应用
度） 11小时58分轨道周期 5个多小时出现在地平线以
上每天提前4分钟出现 在地球上任何地方可以同
时观测到4-11颗高度角15 以上的卫星。
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GPS系统组成——地面控制部分
GPS实时差分定位RTK技术的缺点： 用户需要架设本地参考站 误差随距离的增加而增长 误差增长使流动站和参考站的距离受到限制，一般
小于15公里 精度为10mm+1ppm，可靠性随距离增大而降低
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VRS测量技术
虚拟参考站方案中VRS的特点与技术优势： 虚拟参考站方案中，VRS的实施将使一个地区的
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伽利略（GALILEO）
由30颗卫星组成，分布在3个轨道，轨道高度 24126Km
与GPS相比： • 覆盖面积将是GPS系统的两倍 • 地面定位误差不超过1米，GPS只能找到 街道，而伽利略系统则能找到车库门 • 伽利略系统使用多种频段工作，在民用 领域比GPS更经济、更透明、更开放
人为加工的虚拟化主站，这种网络化的定位技术称为虚拟 参考站动态定位技术，简称VRS-RTK
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GPS卫星定位技术
宽频网络数据 通讯技术
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Mobile Phone 行动式数据传输技术
VRS测量技术
控制中心 整个系统的核心
系 统
固定站 固定参考站是固定的GPS接收系统，分布在整个
最新进展：北京时间11 月1号0时26分，我国在 西昌卫星发射中心成功 将第6颗北斗导航卫星送 入太空，这是我国今年 连续发射的第4颗北斗卫 星。
GNSS测量技术的原理与实践
GNSS测量技术的原理与实践GNSS（全球导航卫星系统）是一种基于卫星导航的测量技术，广泛应用于航空、地理测量、导航等领域。
本文将探讨GNSS测量技术的基本原理以及在实践中的应用。
一、GNSS测量技术的基本原理GNSS测量技术是利用一组分布在地球轨道上的卫星，通过测量卫星与接收器之间的距离或相对位置来确定接收器的位置。
目前常用的GNSS系统包括全球定位系统（GPS）、伽利略（Galileo）、格洛纳斯（GLONASS）和北斗导航系统。
GNSS测量的基本原理是三角测量法，即通过测量接收器与卫星之间的距离来确定接收器的位置。
测量距离的主要方式是利用卫星信号的传播时间，通过接收器接收到卫星发射的信号时刻与卫星发射信号时刻之间的差值来计算距离。
为了提高距离测量的精度，还需要考虑卫星钟差、大气延迟等误差因素的修正。
二、GNSS测量技术的实践应用1. 航空导航GNSS测量技术在航空导航中起着至关重要的作用。
飞行员可以通过 GNSS 接收器实时获取飞机的经纬度、高度、速度等信息，以确保飞机的准确定位和导航。
此外，GNSS 还可用于飞机姿态控制、起降过程的精确定位、航路导航等方面。
2. 地理测量GNSS测量技术在地理测量领域也得到广泛应用。
通过插入GNSS接收器到测量仪器中，地理测量人员可以实现对点、线、面等空间对象的精确定位和测量。
GNSS测量结果可以与数字地图相结合，提供准确的地理信息。
3. 海洋导航GNSS测量技术在海洋导航中扮演着重要角色。
船舶可以借助GNSS接收器来获取当前位置、航向、速度等信息，以实现准确的航行导航和位置追踪。
此外，GNSS技术还可用于海洋资源勘探、海洋科学研究等领域。
4. 农业应用农业领域也是GNSS测量技术的应用领域之一。
农民可以借助GNSS接收器来获取农田的定位信息，并结合地理信息系统（GIS）进行土壤监测、农田规划、农作物种植等农业管理活动，从而提高农业生产效率和质量。
5. 建筑施工在建筑施工领域，GNSS测量技术可用于建筑物的定位和监测。
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上每天提前4分钟出现 在地球上任何地方可以同
时观测到4-11颗高度角15 以上的卫星。
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GPS系统组成——地面控制部分
1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥
四大GNSS及GPS的 基本原理与测量应用
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主要内容
一 四大GNSS简介
二 GPS的组成及基本原理
三 GPS的测量应用
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一、四大GNSS
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GPS(Global Positioning Systems)
伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
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GPS系统组成——地面控制部分
主控站:它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据， 计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这 些数据通过注入站注入到卫星中去 ；同时，它还对 卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现 故障时，调度备用卫星替代失效的工作卫星工作。
格洛纳斯现状
完成时间： 2019年 最新进展：截至2019年2月，共有18颗卫星处于在
轨运行状态。由于GLONASS卫星寿命短，组网后 因为种种原因不能及时替代，从2019年起处于瘫 痪状态，不能单独提供全球导航卫星服务。俄罗 斯计划2019年将分3次发射共9颗格洛纳斯卫星， 使这一系统恢复正常。
空间部分：
提供星历和时间信息 发射伪距和载表信号 提供其它辅助信息
用户设备部分：
接收卫星信号 记录处理数据
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地面控制部分：
中心控制系统 实现时间同步 跟踪卫星进行定轨
GPS系统组成——空间部分
24颗卫星（21+3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 6个轨道平面 55º轨道倾角 20200km轨道高度（地面高
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伽利略现状
完成时间：最初预计2019年完 成全球覆盖
最新进展：2019年启动的欧洲 伽利略系统一直不够顺利，计 划超支和成员国之间利益分配 问题导致该计划滞后于原计划 近6年。今年11月，联盟火箭计 划发射两颗伽利略在轨实验卫 星。
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3个注入站:将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的 改正数等注入到卫星中去。
5个监控站：接收卫星信号，监测卫星的接收卫星信 号，监测卫星的工作状态 ，传送到主控站。
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GPS系统组成——用户设备部分
按照原理、用途、功能来分类
用途
导航型接收机 测地型接收机
载波频率
单频接收机 双频接收机
美国国防部开发的第二代空间定位系统 特点 • 由21+3颗卫星组成 • 分布在6个轨道平面上 • 轨道高度20200Km • 运行周期11小时58分 • 民用定位精度为10m左右 • 导航精度10 - 20 m • 坐标系统为WGS-84 • 全球、全天候工作 ，定位精度高 ，功能多，应用广
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GPS现状
完成时间： 1994年 最新进展：2019年5月13日，美国发射了首颗改
进型GPS二代导航卫星GPS-2F，其后还将在本年 度再发射两颗。GPS-2F卫星具有更强的抗干扰和 抗打击能力，寿命也延长到15年。与此同时，为 满足未来30年系统技术扩展和用户需求而制定的 第三代GPS计划也有提前部署的可能。
工作原理
平方型接收机 混合型接收机 干涉型接收机
通道种类
多通道接收机 序贯通道接收机
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GPS系统组成——用户设备部分
手持导航型GPS机，精度5-15m
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GPS系统组成——用户设备部分
测量型GPS接收机，最高精度1mm+1ppm
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伽利略（GALILEO）
由30颗卫星组成，分布在3个轨道，轨道高度 24126Km
与GPS相比： • 覆盖面积将是GPS系统的两倍 • 地面定位误差不超过1米，GPS只能找到 街道，而伽利略系统则能找到车库门 • 伽利略系统使用多种频段工作，在民用 领域比GPS更经济、更透明、更开放
最新进展：北京时间11 月1号0时26分，我国在 西昌卫星发射中心成功 将第6颗北斗导航卫星送 入太空，这是我国今年 连续发射的第4颗北斗卫 星。
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北斗介绍
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二、GPS的组成及基本原理
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GPS系统组成
R2
3 个球面相交于一个点 3 个距离我观们2 测个处值球在可面以以相RI解交为算得半出出径一一的个条一点曲个的线球纬面度上、经度与高程
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格洛纳斯（GLONASS）
由24颗卫星组成，分布在3个轨道平面上，每个 轨道面有8 颗卫星
轨道高度19100Km，运行周期11小时15分 定位精度可达1米，速度误差仅为15厘米/秒 前苏联地心坐标系（PE-90） 卫星平均在轨寿命较短,没有开发民用市场
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主机箱
记
电台
录 簿
主机
天
线
天
电
线
源
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GPS基本原理——测距
距离 = 信号传输时间 x 光的速度
Xll
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Vl
GPS基本原理——二维三边测量法
武汉
北京
西安
广州
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GPS基本原理——三维三边测量法
R1 R3
北斗（COMPASS）
５颗静止轨道卫星+３０颗非静止轨道卫星 采用中国2000大地坐标系（CGS2000） 开放服务：
• 定位精度: 10 m • 测速精度: 0.2 m/s • 授时精度: 20 ns
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北斗现状
完成时间： 预计2019年 实现亚太地区覆盖， 2020年完成全球覆盖