全球卫星导航定位技术的原理及应用论文
卫星导航系统原理与应用论文
卫星导航系统原理与应用论文论文题目:卫星导航技术原理、发展与应用时间:2013.11目录前言 (2)1. 卫星导航技术的原理 (3)1.1.卫星导航技术的工作原理 (3)1.2.卫星导航技术的系统组成 (3)2. 卫星导航技术的发展 (6)2.1.美国全球定位系统(GPS) (7)2.1.1.GPS技术的布局 (7)2.1.2.GPS技术的特性 (7)2.1.3.GPS技术的特点: (8)2.2.俄罗斯“格洛纳斯”系统(GLONASS) (10)2.2.1.GLONESS系统的布局 (10)2.2.2.GLONESS技术的特性 (10)2.2.3.GLONASS系统的特点: (11)2.3.欧洲“伽利略”系统(GALILEO) (12)2.3.1.GALILEO系统的布局 (12)2.3.2.GALILEO系统的特性 (13)2.3.3.GALILEO系统的特点: (13)2.4.中国“北斗”系统(COMPASS) (14)2.4.1.北斗系统的布局 (15)2.4.2.北斗系统的特性 (15)2.4.3.北斗系统的特点 (15)2.5.四大卫星导航系统的比较 (16)3.卫星导航系统的应用 (17)3.1个人位置服务 (17)3.2.气象应用 (17)3.3.道路交通管理 (18)3.4.铁路智能交通 (18)3.5.海运和水运 (18)3.6.航空运输 (18)3.7.应急救援 (18)4. 小结 (19)前言卫星导航技术是涉及自动控制、计算机、微电子学、光学、力学以及数学等多学科的高技术,是实现飞行器特别是航天器飞行任务的关键技术,也是武器精确制导的核心技术,这对于提高航空器、航天器以及武器装备的机动性、反应速度和远程精确打击能力具有重要意义,在海、陆、空、天等现代高技术武器及武器平台中得到广泛的应用。
同时随着技术发展,卫星导航技术在民用市场也显示出了巨大的应用价值,成为人们日常生活中重要的辅助工具。
全球定位系统的原理与应用
全球定位系统的原理与应用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是一种基于卫星导航技术的定位系统,旨在提供全球性定位和导航服务。
它由美国国防部研究项目开发而成,现已经广泛应用于民用和军用领域。
本文将从GPS的原理、使用、精度等方面进行阐述。
一、GPS的原理GPS系统由三个部分组成:卫星、地面控制台和接收器。
卫星是系统的关键组成部分,由美国空军掌控和控制。
GPS接收器从多颗卫星中接收信号,并使用三角测量法计算出所在位置经度、纬度和高程。
GPS系统是基于距离测量的原理运作的。
每颗GPS卫星都会向地面上的接收器发射无线电信号,并将由卫星发射的共同信号传输给接收器。
接收器制造商为每颗卫星独特的信号定制一个专用代码,以避免干扰或混淆两个信号。
当接收器接收到来自三颗或更多卫星的信号时,它将使用三角定位法来计算出其位置,进而提供用户所需的信息。
二、GPS的应用GPS的应用非常广泛,包括:1. 军事用途:GPS系统在军事用途中有着广泛的应用,例如导航、目标定位和通信等方面。
2. 遥感:卫星图像、地图和监控都可以使用GPS来提供更精确的位置信息。
3. 航空和水运:GPS系统在航空和水上交通运输领域中的应用极为广泛。
它可以帮助飞机、船只和车辆导航,从而可减少事故数目。
4. 科学研究:在气象学、地质学和生态学等领域,GPS系统也扮演着重要的角色。
三、GPS的精度GPS的精度可能会受到多种因素的影响,包括:1. 大气影响:GPS信号在穿越大气时可能会受到干扰,从而导致精度下降。
2. 卫星位置:卫星的位置也可能会对GPS定位精度产生影响。
如果接收器能够“看到”四颗或更多的卫星,那么它能够以良好的精度进行定位。
3. 接收器质量:接收器的质量也可能会对定位精度产生影响。
高质量接收器构建和材料成本较高,因此通常价格较为昂贵,但它们通常能够以高度精度定位。
最终,GPS系统的精度通常以“水平误差”和“垂直误差”表示。
卫星导航技术在全球定位与导航中的应用
卫星导航技术在全球定位与导航中的应用第一章:导言近年来,随着全球化的不断加深,人们的出行需求越来越多样化、精准化。
同时,人们对导航的需求也越来越高,如何快速、精准的进行定位导航成为了人们迫切需要解决的问题。
在这样的背景下,卫星导航技术应运而生。
卫星导航技术已经被广泛应用于陆地、海洋、航空、军事以及车载导航等领域。
本文将会重点讨论卫星导航技术在全球定位与导航中的应用。
第二章:卫星导航技术的基本原理卫星导航技术是一种被广泛应用于定位、导航、时间标准、地球物理探测等领域的技术。
卫星导航技术主要的原理是通过测量在地球表面上收到的卫星信号的时间差,从而确定接收器的位置和速度。
目前应用最广泛的卫星导航系统包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的伽利略系统,以及中国的北斗卫星导航系统。
第三章:卫星导航技术在陆地导航中的应用在陆地导航中,卫星导航技术已经被广泛应用。
卫星导航系统可以帮助人们快速准确的找到目的地。
同时,卫星导航技术还可以用于城市交通导航、物流配送等领域。
在各种导航设备中,以便携式、车载式导航系统应用广泛。
这些设备可以通过安装GPS芯片和地图软件等,实现快速准确的导航,帮助人们更加方便快捷的出行。
第四章:卫星导航技术在海洋导航中的应用卫星导航技术在海洋航行中也发挥着重要作用。
卫星导航技术可以精确测定船只的位置和航向,从而帮助航海者做出更加正确的航行决策。
同时,在海上作业中,卫星导航技术可以为渔业、石油勘探、船舶交通管理等领域提供支持。
如今,越来越多的船只安装了卫星导航设备,这不仅帮助航海者快速、准确的确定位置,还可以提高航行安全性。
第五章:卫星导航技术在航空导航中的应用卫星导航技术在航空领域的应用也相当广泛。
现代民航机和军机都配备了卫星导航系统,航线的规划和控制可以实现高度自动化。
通过卫星导航技术的应用,航行安全性和效率都得到了大幅提升。
在未来,卫星导航技术还将通过实时航路追踪、无人机空中飞控等,进一步提高航空运输的安全和效率。
卫星导航定位技术研究与应用
卫星导航定位技术研究与应用近年来,随着全球定位系统的建设和完善,卫星导航定位技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
那么,卫星导航定位技术到底是什么?它有什么作用?本篇文章将着重探讨卫星导航定位技术的基本原理、发展历程、目前应用领域以及未来发展方向。
一、基本原理首先,我们先来了解一下卫星导航定位技术的基本原理。
卫星导航定位技术是利用人造卫星发射的信号传播,接收地面接收机通过对信号进行处理、计算得到接收机的位置、速度和时间等信息。
具体而言,卫星导航定位技术依靠众多地心物理学和天文学的原理,涉及的技术包括测距、时间、速度、角度、遥感、通讯等一系列技术。
卫星导航定位技术的全球定位系统,主要是由美国建设的GPS、俄罗斯建设的GLONASS以及欧盟建设的GALILEO等卫星系统组成。
此外,我国自主研制的北斗卫星系统也是在卫星导航定位技术的基础上实现的。
二、发展历程卫星导航定位技术的发展历史可以追溯到20世纪60年代的美国,当时美国国防部将这项技术用于军事领域,成为美国军队的战略武器之一。
在此基础上,美国开始将这项技术向民用方面延伸。
根据统计,目前全球有超过四分之三的智能手机都在使用卫星导航定位技术,这也使得这项技术已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
三、目前应用领域目前,卫星导航定位技术已经在众多领域获得了广泛应用。
例如,在航空航天领域,卫星导航定位技术可以帮助飞机在天空中准确飞行、降落。
在汽车领域,这项技术也可以帮助汽车行驶路线规划、交通拥堵预警等。
此外,卫星导航定位技术还可以应用在农业、海洋、地质灾害预测等领域。
四、未来发展方向卫星导航定位技术的未来发展方向主要包括如下几方面。
首先,技术本身将继续升级和优化,不断提高定位的精确度和准确性。
其次,在智能终端设备上的应用将进一步扩展,技术不断进步也将催生更多的创新应用。
最后,各国将进一步加强卫星导航定位技术国际合作,促进技术的共享和开放。
总之,卫星导航定位技术作为当代科技发展的重要产物,已经在人们生活和生产中发挥着越来越重要的作用。
卫星导航与定位技术研究
卫星导航与定位技术研究导言:卫星导航与定位技术是指利用卫星系统提供的信号进行定位、导航和测量的一种技术。
目前全球使用的最主要的卫星导航与定位系统是美国的GPS系统。
本文将对卫星导航与定位技术进行研究,介绍其原理、应用和发展前景。
一、卫星导航与定位技术的原理卫星导航与定位技术是基于三角定位原理实现的。
该原理利用多颗卫星发射信号,并通过接收器接收这些信号,根据信号传播时间的差异以及卫星位置信息,可以计算出接收器所处的位置坐标。
1. GPS原理GPS是卫星导航与定位技术的代名词,它是由一系列卫星、地面监控站和用户接收器组成。
GPS系统中的卫星发射精确的信号,接收器接收这些信号并计算出自身的位置。
GPS由24颗运行在近地轨道上的卫星组成,控制和监控这些卫星的地面监控站通过测量卫星的位置信息和时钟偏差等数据来保证系统的精度。
2. GLONASS原理GLONASS是俄罗斯的卫星导航系统,类似于GPS系统。
GLONASS系统由一系列卫星、地面站和接收设备组成。
该系统利用卫星的位置和时钟信息,向用户提供高精度的定位和导航服务。
GLONASS与GPS不同之处在于其卫星的数量和轨道分布方式。
二、卫星导航与定位技术的应用卫星导航与定位技术在现代社会的许多领域都有广泛的应用,下面将介绍几个典型的应用领域。
1. 交通运输卫星导航与定位技术在交通运输领域有着重要的应用。
通过在车辆上安装接收器,并结合地图信息,可以实现车辆的实时定位与导航。
这对于物流公司和货运运输等行业来说,可以提高运输效率和准确性,减少路线选择上的错误。
2. 农业卫星导航与定位技术在农业领域的应用也越来越普遍。
通过定位系统,可以帮助农民进行土地测量和管理,实现精准施肥和播种。
此外,卫星导航与定位技术还能够提供农作物生长状态的实时监测,帮助农民做出科学的决策。
3. 海洋与天文研究卫星导航与定位技术在海洋和天文研究领域也发挥着重要的作用。
利用卫星导航系统,科学家可以精确测量海洋中岛屿的位置和形状变化,监测海洋的温度和盐度分布。
有关GPS原理及应用的论文
有关GPS原理及应用的论文摘要本文探讨了全球定位系统(GPS)的原理和应用。
首先介绍了GPS的背景和发展,然后详细阐述了GPS的工作原理和核心技术。
接着,分析了GPS在导航、地图、汽车导航系统、航空航天、军事和应急救援等领域的广泛应用。
最后,讨论了GPS的优势、挑战以及未来的发展方向。
1. 引言全球定位系统(GPS)是一种由美国国防部发展起来的高精度定位和导航系统。
它使用地球上的一组卫星和接收器来确定任意位置的准确三维坐标。
GPS技术随着移动设备的普及而变得越来越重要,它在日常生活、商业和军事领域有广泛应用。
2. GPS的工作原理GPS系统由一组卫星、地面控制站和用户接收器组成。
卫星以高速在轨道上运行,向地球发送精确的时间和位置信息。
用户接收器接收卫星的信号,并计算出自己的位置。
GPS的工作原理包括以下几个步骤: 1. 卫星发射信号:卫星向地球发射无线电波信号,包含有关卫星位置和时间的信息。
2. 接收器接收信号:接收器接收到来自卫星的信号,并分析这些信号中的时间和位置信息。
3. 测量信号传播时间:接收器测量信号从卫星发射到接收器接收的时间间隔。
4. 三角定位计算:接收器使用三角定位原理计算出自己与至少三颗卫星的距离。
5. 准确定位:接收器使用卫星位置和信号传播时间,计算出自己的准确三维坐标。
3. GPS应用领域GPS技术已经在多个领域得到了广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域:3.1 导航GPS最常见的应用是车辆导航系统。
许多汽车配备了GPS接收器,可以提供实时的导航和路况信息。
此外,GPS还在船舶和飞机导航中起到重要的作用。
3.2 地图制作GPS技术已经成为现代地图制作的重要工具。
通过在地图上标记GPS坐标,可以精确地绘制地理特征和交通网络。
地图制作人员可以利用GPS数据对地图进行更新和修正。
3.3 汽车导航系统许多汽车配备了GPS导航系统,可以提供实时导航指引和路况信息。
驾驶员可以通过GPS导航系统找到最佳路径,并避开交通拥堵。
全球卫星导航定位技术论文百度文库.doc
浅析全球卫星导航定位技术原理及应用一、前言导航定位的需求,可以说不是历来就有的,在人类早期物质生产活动中以牧猎为主,日出而作,日落而息。
当时人们离不开森林和水草,或是随着水草的兴衰而漂泊不定,根本不需要什么明确的定位。
但是,随设社会的发展,到了农业时代,在人们开发农田,兴修水利等相应活动中就逐渐产生了测绘定位的需求,可以说在这时,导航定位就在慢慢酝酿之中。
等到了工业时代,人类的活动遍及全球,而一些工程比如航海、航空、洲际交通工程,通信工程,矿产资源勘探工程,地球生态及环境变迁的研究,就需要精确地定位。
这些需求促使导航定位技术的发展,并把这项技术带到一个前所未有的发展时期,它的手段也从光学机械过渡到光电子精密机械仪器的时代。
社会是不断发展的,科技是不断进步的,20世纪末,出现了电子计算器技术、半导体技术、激光技术、航天科学技术,它们的出现,把人类带到了电子信息时代和航天探索时代。
当1957年前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星,人类跟踪无线电信号中发现了卫星无线电信号的多普勒频移现象,这预示着一种全新的天空定位技术的可行性,由此,人类进入了卫星定位和导航的时代。
二、简介1:全球卫星导航定位系统(global navigation and positioning satellite system)采用极轨道星座和无源定位方式为美国提供全球覆盖的导航及定位系统。
简称GPS。
其轨道高度约为2×104 km,在6条轨道上运行有24颗卫星,每12 h绕地球一周,能保证地球上任何地点的用户都能至少同时看到4颗卫星。
它属于非静止卫星定位系统。
移动用户利用导航定位接收机来接收4颗(或4颗以上)卫星的导航定位信号,并测量不同信号的到达时间,求出移动用户的三维空间坐标,自动给出经度和纬度显示,从而实现用户的自主定位。
也可通过无线传输手段将用户定位信息传送到调度中心,实现对移动用户的调度控制。
GPS向用户广播的导航信号为双频,分别为1 575.42MHz 和1 226.60MHz。
卫星导航原理及应用
卫星导航原理及应用卫星导航是一种通过在地球轨道上部署一组卫星来进行定位和导航的技术。
这一技术的原理基于卫星与接收设备之间的测量和计算,可以为人们提供准确的位置信息和导航指引。
本文将介绍卫星导航的原理和应用,并探讨其在现代社会中的重要性和前景。
一、卫星导航的原理卫星导航系统的原理基于三个主要的组成部分:空间部分、控制部分和用户部分。
空间部分包括一组在地球轨道上飞行的卫星,它们通过精确的测量和计算发射出的无线电信号的时间和位置信息。
这些卫星通常分布在轨道上不同的位置,以实现全球范围内的覆盖。
控制部分是地面上的一系列控制中心和测量站,负责监测和控制卫星的运行。
它们利用高精度的测量设备,对卫星的位置、速度和时间进行不断地跟踪和计算,并发送指令来控制卫星的运动。
用户部分由一系列接收设备组成,包括GPS接收机等。
接收设备通过接收卫星发射的信号,并测量信号发送和接收之间的时间差,从而计算出自己的位置信息。
卫星导航的原理基于特殊的测量技术,而其中最重要的是距离测量。
当卫星发射信号时,接收设备通过测量信号的时间差,可以得到信号传播的时间和距离。
通过测量多个卫星的信号,接收设备可以使用三角测量原理计算出自身的位置。
二、卫星导航的应用卫星导航系统主要用于定位和导航,具有广泛的应用领域。
下面将介绍几个主要的应用领域。
1. 航空航天领域:卫星导航在航空航天领域中起着至关重要的作用。
飞机、太空船和导弹等航空器都需要精确的定位和导航系统来确保安全飞行和准确的目标定位。
2. 陆地交通领域:卫星导航在陆地交通中广泛应用,特别是在汽车导航系统中。
通过卫星导航,驾驶员可以准确地了解自己的位置和目的地路线,避免迷路和堵车。
3. 海洋领域:卫星导航在海洋航行中也扮演着重要的角色。
船舶可以通过卫星导航系统准确地确定自己的位置和航行路线,规避障碍物和危险区域。
4. 物流运输领域:物流运输中需要确保货物的准时交付和运输路径的安全与高效。
卫星导航系统可以提供精确的货物定位和追踪功能,帮助管理者实时监控货物的运输过程。
全球定位系统技术的原理与应用
全球定位系统技术的原理与应用随着现代科技的飞速发展,我们日常生活中已经离不开许多智能设备,这些设备的应用离不开全球定位系统,因为它可以在全球范围内精准定位,为我们提供精准的导航、地图、气象预报等信息服务。
那全球定位系统技术的原理是什么?它的应用又有哪些呢?一、原理全球定位系统(Global Positioning System, GPS)是由美国国防部于20世纪70年代开始研发的一项卫星导航系统,该系统包括24颗工作卫星、控制中心及用户设备三部分。
其原理是依据是三维测量原理。
首先,用户接收来自多颗卫星的信号,该信号包括卫星的位置和时间戳等信息。
然后,用户设备通过计算接收到信号与卫星发出信号之间的时间差和卫星的位置,就可以计算出自己所处的位置了。
二、应用全球定位系统的应用涵盖了各行各业,比如军事、航空、航海、渔业、交通等领域。
下面我们主要来谈一下其在民用领域的应用:1、导航现代智能手机和汽车导航系统都内置了GPS功能以提供位置导航服务。
用户只需在设备上输入目的地,就能通过GPS技术地图上实时显示自己的位置和行驶方向,使得用户能够比较容易地到达目的地。
2、地图GPS技术已被广泛应用到地图和GIS制图中,用户可以使用软件或在线平台来查找地图、卫星图像等并标记地点,也能够创建新地图和进行相关的地形测量等操作。
3、气象预报全球定位系统技术也在气象预报领域得到应用,因为气象卫星的轨迹采集的数据可以通过GPS定位来精确矫正,并进行气象预报。
同时,该技术也可以用于其它科学研究领域,如地球物理学和生态研究等。
4、物流管理在物流行业中,GPS跟踪技术可用于物流运输过程中的车辆、船只、飞机等的追踪和实时监控。
该技术不仅提高了运输效率,还防止了货物的盗窃、损坏等事件。
总之,全球定位系统技术不仅能提高我们日常生活的便利度,也有助于提高生产效率和科学研究水平。
在未来,这项技术还有着更为广泛的应用前景,比如通过与人工智能结合可实现更加智能、精确的定位与导航服务,这让我们对未来充满了期待。
使用全球导航卫星系统进行位置定位的原理
使用全球导航卫星系统进行位置定位的原理全球导航卫星系统(GNSS)是一种基于人工卫星组成的网络,可以提供全球范围内的位置定位服务。
它是现代导航和定位技术中的重要一环,广泛应用于交通运输、航空航天、地理测绘、军事等领域。
本文将介绍使用GNSS进行位置定位的原理。
GNSS系统由多颗卫星组成,例如全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯系统、中国的北斗卫星导航系统以及欧洲的伽利略系统等。
这些卫星通过地面的接收设备与用户的接收器进行通信交互,从而实现位置定位。
首先,GNSS系统依赖于空间中的卫星星座。
这些人工卫星在通常情况下固定轨道上以不同角度和高度分布,以覆盖整个地球。
通过接收器接收到多颗卫星发出的信号,我们可以确定自己所处的位置。
其次,GNSS系统利用卫星的时间和位置信息来进行位置定位。
每颗卫星都会定期地广播它们的当前时间和位置。
用户的接收器收到至少4颗卫星的信号后,可以通过计算信号在空间中的传播时间以及飞行时间差来确定自身的位置。
定位的原理可以简单概括为三角测量。
接收器采集到卫星信号后,它会知道每颗卫星的时间和位置信息,以及信号传播的速度。
接收器通过计算信号的传输时间和接收时间差,从而确定自己与各颗卫星之间的距离。
现代接收器通常使用精确的时间戳,并考虑到信号传输的延迟,以提高测量的准确性。
最后,位置定位还需要考虑到误差因素。
由于信号传播时存在大气层的影响,以及卫星钟的不精确性等原因,定位结果可能存在一定的误差。
为了减小误差,GNSS系统会通过多颗卫星的信号来进行差分定位。
差分定位比单点定位更精确,它利用参考站收集到的原始数据和已知位置作为参考,从而消除传输中的各种误差。
总结来说,使用全球导航卫星系统进行位置定位的原理是通过测量卫星发出的信号的传输时间差,以及卫星的时间和位置信息,从而计算出接收器与卫星之间的距离,并基于此来推算出用户的位置。
在实际应用中,GNSS系统还需要考虑误差因素,并采取相应的校正措施以提高测量的准确性。
全球卫星导航系统在测绘中的定位原理与应用
全球卫星导航系统在测绘中的定位原理与应用随着科技的快速发展,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)已经成为现代测绘领域中不可或缺的工具。
GNSS利用卫星信号来确定接收器的位置、速度和时间,提供了高精度的定位服务。
本文将深入探讨全球卫星导航系统在测绘中的定位原理与应用。
一. GNSS定位原理全球卫星导航系统的定位原理主要包括:信号发射、信号接收和信号处理三个过程。
首先,卫星发射信号。
全球卫星导航系统由一组卫星组成,它们通过发射持续无间断的信号覆盖地球。
这些卫星以非常精确的时刻、频率和功率发送信号,保证广大用户可以同时接收到足够多的卫星信号。
其次,接收器接收信号。
测量者通过收集来自不同卫星的信号来进行定位。
接收器接收到的信号包含了卫星的位置、时间和导航消息等信息。
最后,信号处理。
接收器上的处理软件使用接收到的信号来计算出接收器与卫星之间的距离。
通过与多颗卫星之间的测量距离进行比较,接收器可以确定自身的位置。
二. 定位精度与误差虽然GNSS在测绘领域提供了高精度的定位服务,但是由于存在多种误差源,定位的精度还是可能受到一定的影响。
首先,信号的多径效应。
当卫星信号在传播过程中与建筑物、地形等物体反射或折射时,会产生多径效应,导致接收器接收到的信号在时间和幅度上发生变化,从而降低了定位的精度。
其次,大气层延迟。
大气层中的水汽和电离层会对卫星信号产生延迟,这种延迟会导致测量结果出现误差。
为了降低大气层延迟对定位的影响,测量者会使用多频测量和大气层模型进行校正。
此外,接收器本身的误差、钟差和卫星轨道误差等也会对定位精度产生一定的影响。
为了提高测量精度,可以通过采用差分测量技术、精密导航设备和基站网络等辅助措施来减小误差。
三. GNSS在测绘中的应用全球卫星导航系统在测绘领域有着广泛的应用。
首先,GNSS被广泛用于地图制作和更新。
通过使用GNSS技术,测绘人员可以快速且精确地绘制地图,并及时更新地理数据库。
gnss原理及应用
gnss原理及应用
GNSS(全球导航卫星系统)是一种基于卫星定位的全球定位
系统,它结合了多颗卫星、地面控制站和用户接收器,能够提供全球范围内的高精度定位、导航和时间服务。
GNSS的工作原理是通过将多颗卫星的信号接收并测量其传播
时间与发射时间差来计算接收器所处位置的方法。
每颗卫星的信号包含了精确的时刻信息和卫星位置、速度等数据,并通过卫星和用户接收器之间的信号传输进行通信。
用户接收器接收到至少4颗卫星的信号后,可以通过计算信号的传播时间差及卫星位置信息来确定用户接收器的位置,从而实现定位和导航功能。
GNSS的应用领域非常广泛。
在交通运输领域,GNSS被广泛
应用于汽车导航、航空航天导航、船舶导航等。
在测绘和地理信息领域,GNSS可以实现高精度的地图制作、地形测量和地
物定位等任务。
在农业领域,GNSS可以用于农机作业控制、
农作物生长监测等应用。
此外,GNSS还可以应用于海洋测量、探矿勘探、地震监测、灾害预警等领域。
除了定位和导航功能外,GNSS还可以提供高精度的时间服务。
由于卫星的高精度钟同步系统,GNSS可以提供纳秒级的时间
同步,广泛应用于电信、金融、科学研究等领域。
总之,GNSS是一种基于卫星定位的全球导航卫星系统,通过
多颗卫星的信号测量和计算来实现高精度的定位、导航和时间
服务。
它的应用涵盖了交通运输、测绘和地理信息、农业、海洋等多个领域。
GPS卫星导航原理及应用
GPS卫星导航原理及应用导语:现代社会的快速发展和全球化的趋势,对于精确的导航需求越来越高。
GPS卫星导航系统作为最为常用和可靠的导航技术之一,已经被广泛应用于汽车导航、航空航天、海洋测绘、军事战略等领域。
在本文中,我们将探讨GPS卫星导航的原理以及其应用。
一、GPS卫星导航原理GPS系统(全球卫星定位系统)是一种通过跟踪和接收来自空间中的卫星发射的信号来确定接收器位置的导航系统。
GPS系统是由美国国防部研发并于20世纪70年代末期正式投入使用的。
它由一组24颗运行在中高轨道上的卫星、地面控制站和用户接收器组成。
GPS卫星导航系统原理基于三角测量原理,即通过测量接收器与至少三颗卫星之间的距离来确定位置。
为了实现这个目标,GPS接收器需要接收来自至少三颗卫星的信号,并计算出它们之间的距离。
这些卫星传输了一个包含它们自己精确位置信息的信号,通过接收器接收到的到达时间延迟来计算距离。
GPS卫星导航系统的精确度主要取决于以下因素:1. 卫星的准确位置:GPS卫星必须准确计算并广播自己的位置信息,通常利用地面的监控站来跟踪和计算卫星的位置。
2. 卫星的时钟精度:GPS导航系统通过计算信号的传播时间来测量距离,因此卫星的时钟需要非常精确。
3. 多路径效应:当GPS信号从卫星到达地面时,可能会发生多次反射并形成多条信号路径。
这种多路径效应会对定位的精确性产生负面影响。
二、GPS卫星导航的应用1. 汽车导航:GPS卫星导航已成为现代汽车的标配,通过GPS系统可以实现车辆的定位、路径规划和实时导航等功能,提高驾驶的安全性和便利性。
2. 航空航天:GPS卫星导航在航空与航天领域的应用非常广泛。
它可以帮助飞机和航天器在空中定位和导航,增加飞行的准确性和安全性。
3. 海洋测绘:GPS卫星导航在海洋测绘中有着重要的应用。
它可以帮助船只定位,并绘制出精确的海图,为船只航行提供准确的导航信息。
4. 军事战略:GPS卫星导航在军事战略中起到重要的作用。
gps技术的原理及应用论文
GPS技术的原理及应用1. 引言全球定位系统(GPS)是一种基于地球上的卫星进行导航和定位的技术。
它由美国国防部研发,现在广泛应用于军事、民用导航、航空航天等多个领域。
本文将介绍GPS技术的原理及其在各个领域中的应用。
2. GPS技术原理GPS技术的原理主要是通过测量接收到的来自卫星的信号,计算出接收器与卫星之间的距离,从而确定接收器的位置。
具体过程如下:1.卫星发射信号:GPS卫星以固定频率向地球发送无线电信号。
2.接收器接收信号:GPS接收器接收到卫星发射的信号,通过天线将信号转换为电信号。
3.信号延迟测量:接收器测量接收到信号的时间延迟。
由于信号传播的速度是已知的,所以可以利用时间延迟计算出信号传播的距离。
4.多个卫星距离测量:通过接收多个卫星的信号,接收器可以计算出与每个卫星的距离。
5.三角定位计算:根据接收器与多个卫星之间的距离,通过三角定位的计算方法,可以确定接收器的位置坐标。
3. GPS技术的应用GPS技术在各个领域都有广泛的应用,主要包括:3.1 航空航天•飞行导航:飞机和导弹可以利用GPS技术进行导航和定位,提高飞行精度和安全性。
•空间定位:卫星通过GPS定位,可以精确地追踪和确定航天器在轨道上的位置。
3.2 汽车导航•导航系统:利用GPS定位和地图数据,汽车导航系统可以提供准确的导航指引,并实时显示车辆位置和行驶路线。
3.3 军事应用•军事导航:GPS技术在军事领域具有重要战略意义,可以用于导航、目标定位、作战指挥等方面。
•武器制导:导弹等武器系统可以通过GPS技术进行精确制导,提高打击精度和打击效果。
3.4 海上航行•船舶导航:GPS技术可以帮助船舶进行导航和定位,提高航行安全性,并辅助海上作业和渔业活动。
3.5 野外探险•探险导航:户外爱好者可以使用GPS设备进行定位和导航,帮助他们在野外探险中找到正确的路线和目的地。
3.6 科学研究•地质勘探:地质学家可以利用GPS系统测量地壳运动、地震活动等地质现象,研究地质变化和地球动力学。
卫星导航定位技术
卫星导航定位技术卫星导航定位技术是一项广泛应用于交通、军事、航空、航海等领域的先进技术。
它通过利用卫星信号和接收器设备,提供了高精度的位置和导航信息。
本文将从卫星导航定位技术的原理、应用以及未来发展等方面展开论述。
一、卫星导航定位技术的原理卫星导航定位技术一般采用全球定位系统(GPS)或伽利略系统。
具体而言,GPS系统由一组位于太空中的卫星和地球上的接收器组成。
卫星向地球发射信号,接收器接收到信号后通过计算信号传播时间和卫星位置,就能够确定接收器的位置坐标。
而伽利略系统则是欧盟发起的一个类似于GPS的全球卫星导航系统。
二、卫星导航定位技术的应用1. 交通领域:卫星导航定位技术在交通领域具有广泛应用。
例如,它可以用于导航系统,帮助驾驶员快速找到目的地,并提供交通状况信息。
此外,卫星导航还可用于车辆定位和调度,实现对车辆行驶轨迹的监控和管理。
2. 军事领域:卫星导航定位技术在军事领域有着重要的地位。
军队利用卫星导航定位技术来实现精确的军事行动和目标定位。
这项技术不仅可以提高军事行动的效率,还可以增强战场指挥的能力。
3. 航空航海领域:在航空航海领域,卫星导航定位技术被广泛运用于飞行导航和船舶航行。
它可以提供航空器和船舶的准确定位、速度、航向等信息,为飞行员和船长提供可靠的导航参考和安全保障。
三、卫星导航定位技术的发展趋势卫星导航定位技术在过去几十年取得了巨大的发展,未来仍将持续不断地进步和创新。
以下是一些可能的发展趋势:1. 精度提升:目前的卫星导航定位技术已经很精确,但在某些特殊情况下仍存在一定误差。
未来,科学家将致力于提高定位的精度和可靠性,以满足更高精度定位的需求。
2. 多系统融合:除了GPS和伽利略系统,还有其他一些区域性的卫星导航系统,如中国的北斗系统。
未来的发展趋势可能是将多个卫星导航系统融合,以提供更广泛、更准确的定位服务。
3. 应用拓展:随着技术的进一步成熟,卫星导航定位技术将进一步应用于人工智能、物联网等领域。
全球卫星导航系统原理
全球卫星导航系统原理导语:全球卫星导航系统是一种利用卫星、地球上的接收设备和信号处理设备来实现定位、导航和时间同步的技术体系。
本文将从原理的角度介绍全球卫星导航系统的工作原理,包括系统组成、信号传输、定位原理和时间同步等方面。
一、系统组成全球卫星导航系统主要由卫星部分和用户设备部分组成。
卫星部分由一组卫星构成,这些卫星分布在地球轨道上,每个卫星均有自己的轨道和精确的时钟。
用户设备部分则包括接收器和处理器,它们连接在地面上的用户设备上。
二、信号传输全球卫星导航系统通过卫星向用户设备发送导航信号,实现定位和导航功能。
卫星在轨道上运行时会以较高的速度围绕地球旋转,它们通过精确的时钟发送出一组电子信号。
这些信号在大气层中传输时会发生衰减和多径效应,但经过接收器和处理器的处理后可以准确地定位和导航。
三、定位原理全球卫星导航系统的定位原理基于距离测量。
用户设备通过接收多颗卫星发送的导航信号,从而测量到用户设备与各个卫星之间的时延。
根据卫星的位置和精确的时钟,用户设备可以计算出与每颗卫星的距离。
通过同时接收至少三颗卫星的信号,就可以通过三角定位的原理计算出用户设备的精确位置。
四、时间同步全球卫星导航系统还提供精确的时间同步功能。
卫星上的时钟会通过导航信号的传输与用户设备上的时钟进行同步,使用户设备能够精确记录事件发生的时间。
这对于需要时间同步的应用,如金融交易和科学实验等,非常重要。
五、精度和可用性全球卫星导航系统的精度和可用性取决于多种因素,如卫星数量、位置分布、信号传输和接收设备的质量等。
为了提高全球导航系统的精度,设计者会采取一些技术手段,如差分GPS和增强现实等。
此外,全球卫星导航系统还需要考虑与其他导航系统的兼容性,以满足全球用户的需求。
六、应用领域全球卫星导航系统已广泛应用于交通运输、军事、航空航天、地理测量、物流配送等众多领域。
在交通运输领域,全球卫星导航系统可以用于车辆定位、路线规划和交通监控等;在军事领域,它可以用于导弹制导、军事行动支持和兵力调度等。
全球定位系统原理
全球定位系统原理一、引言全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)是由美国国防部研发的一种用于确定地球上任意位置的系统。
它利用一组卫星、地面控制站和用户设备共同工作,通过测量卫星信号的传播时间来确定用户的位置。
本文将介绍GPS的工作原理、组成部分以及应用领域。
二、GPS的工作原理GPS系统的工作原理基于三角测量原理和时差测量原理。
首先,GPS系统由至少24颗运行在中轨道的卫星组成,这些卫星以不同的轨道高度和方位角分布在地球周围。
当用户设备接收到至少4颗卫星的信号后,就可以通过测量信号的传播时间来计算用户位置。
具体来说,GPS接收设备会同时接收多颗卫星发射的信号,并记录下信号到达设备的时间。
由于信号的传播速度是已知的,通过测量信号传播的时间差可以计算出用户设备与每颗卫星之间的距离。
根据三角测量原理,至少3颗卫星的距离信息就可以确定用户设备的位置。
为了提高定位的准确性,GPS系统通常会使用4颗或更多卫星的信号进行定位计算。
三、GPS的组成部分GPS系统由卫星、地面控制站和用户设备三个主要组成部分构成。
1.卫星:GPS系统中的卫星是核心组成部分,它们以高度约为2万公里的中轨道运行,每颗卫星都携带有高精度的原子钟。
这些卫星以不同的轨道高度和方位角分布在地球周围,确保在任何时间、任何地点都能接收到至少4颗卫星的信号。
2.地面控制站:地面控制站负责监控卫星的运行状态,对卫星进行定时校准和轨道修正。
地面控制站还负责生成并广播卫星的导航消息,这些消息包含了卫星的轨道参数、时钟校准信息等,用户设备通过接收这些导航消息可以计算出卫星的精确位置和时间。
3.用户设备:用户设备是GPS系统的终端,它们可以是GPS导航仪、智能手机等。
用户设备通过接收卫星发射的信号,并测量信号传播的时间差来计算自身的位置。
用户设备还可以通过接收地面控制站广播的导航消息来校准卫星信号,提高定位的准确性。
四、GPS的应用领域GPS技术在现代社会中广泛应用于各个领域。
全球定位系统及其应用
全球定位系统及其应用全球定位系统技术(Global Positioning System, GPS)是一项由美国政府发起并投资建设起来的卫星导航系统。
它使用一系列位置固定并按照特定轨道运行的卫星,可以对地球上任意一点进行精确的定位和测量。
GPS系统的应用非常广泛,既可以应用到民用领域,也可以用于军事领域,以及天文测量等领域。
本文将详细介绍GPS的工作原理、应用领域和发展前景。
一、 GPS的工作原理GPS系统可以通过接收卫星信号来确定一个设备在地球上的位置和时间。
这些卫星上携带着一些复杂的仪器,可以为接收器发送一些明确的反应信号,然后接收者分析这些反应信号并决定自身的位置。
GPS系统主要包括卫星、地面控制站和用户接收器三部分。
GPS卫星是一个运行于轨道上并带有多路载波发射机的设备。
每颗GPS卫星都带有一个独特的编码,它们通过数据库定期传输其卫星位置信息。
接收器从多颗卫星中接收信号,清楚地识别每个卫星的位置和时间,从而得出自身的位置。
地面控制站使用雷达来跟踪卫星,并确保所有卫星都在正确的位置上。
如果卫星有任何故障,地面站可以告知用户接收器和维护人员。
地面站也可以发送命令到卫星,包括更新其位置和时间。
用户接收器接收卫星广播并使用它们来计算接收器的位置、速度和时间。
GPS接收器将卫星信号传递到一个内置的计算机中,它计算所需的所有参数,包括位置、速度、加速度和高度。
二、 GPS的应用领域GPS系统的应用广泛,从军事到民用领域都有广泛的应用。
以下是GPS普遍应用的领域:1.导航:GPS最普遍的应用领域是导航,包括汽车导航、飞机导航、船舶导航等。
使用GPS功能的汽车导航设备可以使用全球卫星定位系统导航,该系统向用户提供交通更新,路况和预计到达时间等信息。
2.地图:地图公司收集卫星数据并使用它们来创建数字地图,这些地图可帮助人们在城市中导航,并支持远足和野外探险。
Google Maps等地图应用程序也使用GPS功能。
卫星导航定位技术的应用与发展
卫星导航定位技术的应用与发展随着科技的迅猛发展,卫星导航定位技术越来越普及,我们的生活也日益受到它的影响。
卫星导航定位技术是一种基于卫星系统的定位技术,可以精准地定位目标的地理位置和运动状态,广泛应用于航空、航海、车辆、物流、气象、测绘、军事等领域。
本文将就卫星导航定位技术的原理、应用与发展进行探讨。
一、卫星导航定位技术的原理卫星导航定位技术的原理是基于卫星系统的位置测量和导航原理,通过多颗卫星发射电磁波信号,接收设备同步接收这些信号并计算其传播时间和位置差异,从而实现对目标位置的测定。
卫星定位系统一般包括三个主要组成部分:发射卫星、接收终端和地面处理设备。
其中,发射卫星通过向地面发射一些电磁波信号,接收终端利用这些信号来测量目标位置、速度等信息,地面处理设备则收集、处理这些数据并进行计算,最终实现对目标位置和运动状态的精确定位。
二、卫星导航定位技术的应用卫星导航定位技术得到了广泛的应用。
首先,它在航空领域的应用非常重要。
航空器在起飞、飞行、降落等过程中都需要依靠卫星导航定位技术,实现对飞机的精确定位和飞行控制。
其次,在航海领域,卫星导航定位技术也扮演着重要的角色。
船只出海后需要通过卫星导航定位技术定位位置,保证航线的准确性和安全。
再次,卫星导航定位技术在车辆、物流、测绘、气象、军事等领域也有着广泛的应用。
尤其是在智能交通系统中,卫星导航定位技术更是被广泛使用,实现了交通流量监测和信号控制优化。
此外,在民用方面,卫星导航定位技术也为我们提供了更便捷的生活服务,比如在手机上开启定位功能,就可以随时随地了解到自己所在的位置和周边设施情况。
三、卫星导航定位技术的发展随着卫星导航定位技术的应用越来越广泛,对其精度和稳定性的要求也不断提高,因此卫星导航定位技术在发展过程中也不断得到改进和升级。
目前,全球定位系统(GPS)被广泛使用,其最初是由美国军方研发用于军事定位/navigation的,后来逐渐开放给民用,目前已经成为全球生物定位技术的代表之一。
gps原理与应用论文4000字
gps原理与应用论文4000字篇一:GPS原理与应用论文GPS原理与应用论文课程名中国地质大学日期: 20xx年11 月 29 日差分GPS的研究摘要本文首先对差分GPS 产生的背景做了概述,并介绍了差分GPS技术的分类及其位置差分、伪距差分和载波相位差分三种不同分类的工作原理、特点和应用领域。
,之后以差分GPS改正数算法和差分GPS载波相位整周模糊度快速解算方法为例简单论述了差分GPS技术的相关算法,并详细介绍了局域差分包括单基站差分及双基站差分和广域差分的概念和特点。
本文在最后章节对差分GPS技术的应用做了详细分析,从它在农业、林业、地质、水利等方面的应用及展望做了详细阐述。
关键词:GPS 差分GPS DGPS 局域差分广域差分目录摘要 .................................................................. ..................................................................... (3)第一章绪论 .................................................................. . (5)1.1 GPS概述 .................................................................. .. (5)1.2差分GPS的产生 .................................................................. . (5)1.2.1绝对定位的误差 .................................................................. (5)1.2.2美国SA政策对绝对定位精度的影响 (6)第二章差分GPS技术 .................................................................. . (6)2.1差分GPS的原理 .................................................................. . (6)2.2差分GPS的分类 .................................................................. . (6)2.2.1. 位置差分原理 .................................................................. .. (7)2.2.2. 伪距差分原理 .................................................................. .. (7)2.2.3. 载波相位差分原理 .................................................................. (7)2.3差分GPS相关算法 .................................................................. (8)2.3.1差分GPS改正数算法 .................................................................. .. (8)2.3.2差分GPS载波相位整周模糊度快速解算方法 (8)2.4单基准站局域差分 .................................................................. .. (8)2.5多基准站局域差分 .................................................................. .. (9)2.6广域差分 .................................................................. (9)第三章差分GPS的应用 .................................................................. (9)3.1差分GPS在农林业中的应用 .................................................................. .. (9)3.1.1林业方面的应用 .................................................................. (9)3.1.2农业方面的应用 .................................................................. . (10)3.2差分GPS在地质水利中的应用 .................................................................. .. (10)3.2.1差分GPS在地质中的应用 .................................................................. . (10)3.2.2差分GPS在水利工程中的应用................................................................... .. (11)总结 .................................................................. ..................................................................... . (12)参考文献................................................................... ......................................................................13第一章绪论1.1 GPS概述全球定位系统GPS(Global Positioning System)是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航定位而建立的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅析全球卫星导航定位技术原理及应用一、前言导航定位的需求,可以说不是历来就有的,在人类早期物质生产活动中以牧猎为主,日出而作,日落而息。
当时人们离不开森林和水草,或是随着水草的兴衰而漂泊不定,根本不需要什么明确的定位。
但是,随设社会的发展,到了农业时代,在人们开发农田,兴修水利等相应活动中就逐渐产生了测绘定位的需求,可以说在这时,导航定位就在慢慢酝酿之中。
等到了工业时代,人类的活动遍及全球,而一些工程比如航海、航空、洲际交通工程,通信工程,矿产资源勘探工程,地球生态及环境变迁的研究,就需要精确地定位。
这些需求促使导航定位技术的发展,并把这项技术带到一个前所未有的发展时期,它的手段也从光学机械过渡到光电子精密机械仪器的时代。
社会是不断发展的,科技是不断进步的,20世纪末,出现了电子计算器技术、半导体技术、激光技术、航天科学技术,它们的出现,把人类带到了电子信息时代和航天探索时代。
当1957年前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星,人类跟踪无线电信号中发现了卫星无线电信号的多普勒频移现象,这预示着一种全新的天空定位技术的可行性,由此,人类进入了卫星定位和导航的时代。
二、简介1:全球卫星导航定位系统(global navigation and positioning satellite system)采用极轨道星座和无源定位方式为美国提供全球覆盖的导航及定位系统。
简称GPS。
其轨道高度约为2×104 km,在6条轨道上运行有24颗卫星,每12 h绕地球一周,能保证地球上任何地点的用户都能至少同时看到4颗卫星。
它属于非静止卫星定位系统。
移动用户利用导航定位接收机来接收4颗(或4颗以上)卫星的导航定位信号,并测量不同信号的到达时间,求出移动用户的三维空间坐标,自动给出经度和纬度显示,从而实现用户的自主定位。
也可通过无线传输手段将用户定位信息传送到调度中心,实现对移动用户的调度控制。
GPS向用户广播的导航信号为双频,分别为1 575.42MHz 和1 226.60MHz。
采用多种直接序列扩频码的码分多址和伪码测距技术。
直接序列扩频码主要有P码和C/A码。
P码的定位精度高,三维精度可达5 m之内;C/A码定位精度较低,三维精度在50m内。
目前C/A 码是对民用免费开放的。
因为它是无源定位系统,移动用户的数量没有限制。
2:全球定位系统(Global Positioning System)简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。
这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。
这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人,安全、准确地沿着选定的路线,准时到达目的地。
全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。
经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
3:卫星导航系统顾名思义,就是“全球卫星导航系统”。
主要采用最新GPS技术在导航通讯领域的最新应用系统。
卫星导航全球性大众化民用,刚刚开始,有百种应用类型。
卫星导航的生命期至少还有50年,GPS概念的提出已有三十年,真正应用只有十来年,现在GPS现代化,GPS III新阶段,延续到2020年。
GPS国际协会已统计出GPS的117种不同类型的应用。
蜂窝通信的集成和汽车应用还是当前最大的两个市场。
卫星导航系统已经在大量应用中广泛使用,而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。
三、原理1:全球定位系统(Global Positioning System)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纪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。
2:卫星导航系统24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。
考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。
四、应用1:在大地测量、工程测量中的应用:由于GPS系统具有精度高、速度快、费用省、操作简便,现今建立大地及工程控制网基本上是采取GPS定位技术,取代了常规手段。
国家A级和B级GPS大地控制网分别于1996年和1997年建成并交付使用,A级网,30个点组成,其水平方向的重复精度达2×10-8,,垂直方向不低于7×10-8。
B级网由800个点组成,其精度也分别好于4×10-7和8×10-7。
国家A、B级网以其特有的高精度把我国传统大地网进行了全面改善和加强,从而克服了传统大地网的精度不均匀,系统误差较大等传统测量手段不可避免缺点,这一高精度三维空间大地坐标系的建成将为我国21世纪前10年的经济和社会持续发展提供基础测绘保障。
据报道在三峡二期工程施工中采用GPS定位技术建立施工控制网,取得很好的效果,可以满足其相应的精度要求;在青藏铁路的建设中,从勘测到施工均采用了GPS定位技术,都取得了很好的效果。
为了在测绘领域充分利用这一新技术,国家测绘局专门颁布了《全球定位系统(GPS)测量规范》。
2:在地籍和房产测绘中的应用:地籍及房地产测量是精确测定土地权属界址点位置,同时测绘大比例尺地籍平面图和房产图并量算土地和房屋面积,供土地和房产管理部门使用。
常规方法通常是先布设或加密控制点,然后依据这些点,测定地物点和地形点在图上的位置并按照一定的规律和符号绘制成平面图。
而利用GPS定位技术,特别是采用RTK技术替代常规方法测绘地籍及房产成为可能。
由于它不需要逐级布网加密,在测区只需少量的控制点即可。
因此,它具有速度快,精度高且分布均匀等特点。
3:在工程变形监测中的应用:我国正处在全面基础建设中,尤其是西部大开发,大型、特大型工程不断涌现,为了这些工程的正常、安全地运行,必须对它进行变形监测和安全预报,工程变形监测通常要达到毫米或亚毫米级的精度,武汉测绘科技大学做了这方面的试验,试验结果证明GPS定位技术用于各种工程变形监测是可行的。
隔河岩水电站大坝外观变形GPS自动化监测系统,整个系统全自动,应用广播星历1~2小时GPS观测资料解算的监测点位,水平精度优于1.5mm,垂直精度优于1.5mm,6小时的GPS观测资料解算,水平精度、垂直精度均优于1mm。
4:在资源勘察方面的应用:矿产资源勘查、矿区范围的划定、矿体规模的测定等都需要进行定点测量。
以往的地质测量工作主利用传统手段如经纬仪、全站仪等测量仪器进行人工测量,然后在室内整理计算得到最终结果。
这样做不但工作量大,浪费大量的人力、物力,且测量结果精度还较低。
时间周期也长,不能及时反映矿产资源的实际现状。
黑龙江省国土资源厅在哈尔滨市、大庆市、佳木斯市进行了试验性工作,建立和使用GPS2000系统,开展各市的矿产资源勘察动态管理工作,减少矿区范围界限定位误差,提高对地矿资源的有效管理,取得了较好的成果。
5:航海、航空方面欧洲的Galileo便是新建的全球导航星座,它与GPS配合起来,可以大大提高导航卫星的可用性,使单一的GPS市区可用性从55%提高到GPS/Galileo共用时的95%。
GPS技术建立广域增强系统(W AAS)逐步代替原先的微波着陆/仪表着陆系统,美国的W AAS系统计划在2003年下半年运营,地面改正数据可以通过静地卫星转发给飞机。
卫星导航接收机广泛地用于海上行驶的各类船只,DGPS则广泛地用于沿岸与进港,以及内河行驶的船只,精度可达到2-3m。
在卫星导航接收机与无线通信手段集成后,该系统便成为一个位置报告系统和紧急救援系统。
许多渔船将GPS与雷达和鱼探器结合在一起,产生明显的经济效益。
6:其他方面卫星导航接收机可与无线电通信机结合,这种融合产生的意义是非常深远的。
实际上,这是移动计算机(PDA)、蜂窝电话和GPS接收机的系统集成和完美整合。
消费娱乐徒步旅行者、猎人、越野滑雪者,野外工作人员和户外活动者现在常应用袋式GPS定位器,配上电子地图,可以在草原、大漠、乡间、山野或无人区内找到自己的目的地。
还有在车辆监控管理、汽车导航与信息服务等也有广泛的应用。
五、发展1:卫星系统的更新与多个卫星定位系统共存,将明显改善卫星导航定位的精度和可靠性。
2:双频高精度测地型接收机将继续高度垄断在几个技术领先的GPS厂家手中,美国将继续保持其绝对优势。
3:单频测地型接收机和导航接收机OEM板产业将扩散到世界各地,虽是低档次的GPS产品,但用途广、用户多、市场大。
美国把GPS单频OEM板的生产技术转让出口,因而推动了世界各地企业投资GPS OEM的生产。