卫星定位系统简介学习资料
《“GPS”卫星定位》 知识清单
《“GPS”卫星定位》知识清单一、什么是 GPS 卫星定位GPS 卫星定位，全称为全球定位系统（Global Positioning System），是一种基于卫星的导航和定位技术。
它通过接收来自太空中多颗卫星发射的信号，来确定地球上物体的精确位置、速度和时间信息。
GPS 系统最初是由美国国防部开发和维护的，如今已经广泛应用于各个领域，包括民用、军事、交通、测绘、农业等等。
二、GPS 卫星定位的工作原理GPS 卫星定位的工作原理主要基于三角测量原理。
太空中的 GPS 卫星会不断地发射包含卫星位置、时间等信息的无线电信号。
当地面上的 GPS 接收机接收到至少四颗卫星的信号时，就可以通过测量信号传播的时间，计算出接收机与每颗卫星之间的距离。
然后，利用这些距离信息和卫星的已知位置，通过复杂的数学计算，就能够确定接收机在地球上的位置（经度、纬度和高度）、速度以及时间。
三、GPS 卫星系统的组成GPS 系统主要由三个部分组成：空间部分、地面控制部分和用户设备部分。
1、空间部分由 24 颗卫星组成，这些卫星分布在 6 个轨道平面上，每个轨道平面上有 4 颗卫星。
卫星的轨道高度约为 20200 千米，运行周期约为 12 小时。
2、地面控制部分包括主控站、监测站和注入站。
主控站负责整个系统的运行管理和控制；监测站负责监测卫星的运行状态和收集数据；注入站则负责将导航电文等信息注入到卫星中。
3、用户设备部分即我们常见的 GPS 接收机，它可以是手持式的、车载式的、船载式的等等。
接收机接收卫星信号，并进行处理和计算，以提供位置、速度和时间等信息。
四、GPS 卫星定位的精度GPS 定位的精度受到多种因素的影响，例如卫星的几何分布、信号传播过程中的误差、接收机的性能以及周围环境的干扰等。
在理想条件下，民用 GPS 定位的精度可以达到 10 米以内。
但在实际应用中，由于各种误差的存在，精度可能会有所降低。
为了提高精度，可以采用差分 GPS 技术、增强型 GPS 系统或者与其他定位技术相结合的方法。
卫星定位基础知识
卫星定位基础知识一、引言卫星定位技术是一种利用卫星信号来确定地理位置的方法。
随着科技的不断发展，卫星定位技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分，广泛应用于导航、定位、测量等领域。
本文将详细介绍卫星定位的基础知识，包括卫星定位原理、卫星系统组成、定位算法与解算技术、卫星导航信号与接收、位置精度与误差分析、卫星定位应用领域以及卫星导航系统发展历程等方面。
二、卫星定位原理卫星定位的基本原理是利用多颗卫星同时向地面发送信号，地面接收设备接收到这些信号后，通过测量信号的传播时间或频率差异，可以计算出接收设备与卫星之间的距离。
根据这些距离信息，结合卫星的位置信息，就可以确定地面接收设备的位置。
三、卫星系统组成卫星定位系统主要由卫星、地面控制站和用户设备三部分组成。
卫星负责向地面发送信号，地面控制站负责控制卫星的运行和接收地面设备发送的信号，用户设备负责接收卫星信号并计算位置信息。
四、定位算法与解算技术定位算法是确定地面接收设备位置的关键技术。
常用的定位算法有基于伪距的定位算法和基于载波相位观测值的定位算法。
解算技术是对接收到的信号进行处理和分析，以提取出有用的位置信息。
五、卫星导航信号与接收卫星导航信号是卫星发送的用于定位的信号。
地面接收设备通过接收这些信号并对其进行处理和分析，可以提取出位置信息。
为了提高定位精度，现代卫星定位系统通常采用多种信号形式和调制方式。
六、位置精度与误差分析位置精度是衡量卫星定位系统性能的重要指标。
影响位置精度的因素有很多，包括卫星时钟误差、卫星轨道误差、大气层影响、多径效应等。
为了提高位置精度，需要采取一系列措施来减小这些误差的影响。
七、卫星定位应用领域卫星定位技术在许多领域都有广泛的应用，如：1.导航：为用户提供精确的导航服务，帮助用户规划出行路线。
2.定位：为地面设备提供位置信息，用于各种测量和监测任务。
3.军事应用：为军事行动提供精确的位置信息，提高作战效率和安全性。
4.科研领域：用于地球观测、地震监测、气象观测等科研任务。
gps卫星定位
GPS卫星定位什么是GPS卫星定位全球定位系统（GPS）是一种用于确定地理位置的系统，通过使用一组卫星以及接收器在地面上的设备来实现。
GPS由美国国防部开发，现在已经成为全球范围内最常用的定位系统之一。
GPS卫星定位的工作原理GPS卫星定位系统由3部分组成：卫星、地面控制站和接收器。
卫星是通过太空发射的，它们围绕地球轨道运行。
地面控制站用来监测和管理卫星的运行状态。
接收器是放置在地面上或者其他设备上用来接收卫星发出的信号。
GPS中的接收器通过接收卫星发射的无线电信号，计算出自己的位置。
接收器将接收到的信号与卫星发送的数据进行比较，并计算出自己与卫星之间的距离。
通过同时接收多个卫星的信号，接收器可以确定自己的位置。
GPS卫星定位的应用GPS卫星定位已经广泛应用于各个领域，如汽车导航、航空导航、船舶导航、灾害监测和军事等。
具体应用包括：1.汽车导航：许多汽车都内置了GPS导航系统，它们可以引导司机找到目的地，并提供实时交通信息等辅助功能。
2.航空导航：飞机使用GPS导航系统来确定自己的位置、航向和高度，以确保安全飞行。
3.船舶导航：船舶可以使用GPS系统来确定自己的位置和航向，以保证航行安全。
4.灾害监测：GPS卫星定位可以被用来监测地震、火山活动和其他自然灾害的移动模式，从而提供及时的警报和预警。
5.军事：GPS在军事领域有广泛应用，用于导航、定位、目标追踪等。
GPS卫星定位的优势和限制GPS卫星定位的主要优势在于其全球覆盖和高精度。
由于卫星的运行方式，GPS系统可以在全球范围内提供位置定位服务。
此外，GPS的定位精度可以达到数米的级别，对于大多数应用来说已经足够精确。
然而，GPS卫星定位也存在一些限制。
首先，GPS信号在穿过建筑物、树木或者其他遮挡物时会被阻挡，导致信号质量下降。
其次，恶劣的天气条件如暴风雨、大雪等可能影响GPS 信号的接收。
最后，GPS定位的成本较高，包括卫星发射和维护、地面控制站的建设和维护以及接收器的购买和更新等。
全球卫星定位系统的原理
全球卫星定位系统的原理一、概述全球卫星定位系统（GPS，GlobalPositioningSystem）是由美国国防部开发的一种全天候、全球性的卫星导航系统。
该系统利用人造卫星广播位置信息，用户设备通过接收卫星信号，计算出自身在地球上的位置。
GPS系统广泛应用于航空、航海、车辆导航、地震监测、地形测量等领域。
二、工作原理1.卫星定位原理GPS系统由24颗卫星组成，均匀分布在地球的六个轨道上（轨道高度约20000公里）。
用户设备通过接收至少三颗卫星的信号，来确定自身的位置。
卫星信号包括卫星的位置信息（纬度、经度、高度）和时钟信息。
2.伪距测量用户设备通过测量卫星信号的传输时间，计算出与卫星的距离，称为伪距。
伪距测量涉及到多边差分算法，以提高测量精度。
3.坐标系GPS系统使用WGS84坐标系，这是一种全球性的地理坐标系，具有固定的椭球参数。
用户设备可以根据接收到的卫星位置和伪距测量结果，计算出自身的纬度、经度和高度。
三、应用领域1.导航与定位GPS系统广泛应用于车辆导航、移动设备定位、户外活动定位等场景。
通过接收卫星信号，用户可以获得自身的位置信息，并实现路径规划、导航等功能。
2.农业与土地资源调查GPS系统可用于农业领域的土地资源调查、农田管理等。
通过GPS 定位，可以实现精准播种、施肥、灌溉等作业。
3.地震监测与应急救援GPS系统可用于地震监测和应急救援。
在地震发生后，GPS系统可以用于确定地震位置、受灾程度等信息。
同时，救援队伍可以利用GPS 系统进行快速定位和救援。
4.地形测量与城市规划GPS系统可用于地形测量和城市规划。
通过接收卫星信号，可以获取地形的三维信息，为城市规划和土地资源开发提供数据支持。
四、结论全球卫星定位系统是一种高效、精确的导航和定位工具，广泛应用于各个领域。
了解GPS系统的原理和应用，对于更好地发挥GPS系统的优势具有重要意义。
随着技术的不断进步，GPS系统的应用场景也将不断拓展，为人类生活带来更多便利。
GPS系统应用基础必学知识点
GPS系统应用基础必学知识点1. GPS的原理：GPS系统由一组在地球上运行的卫星和接收器组成。
卫星传输位置和时间信息，接收器收集卫星信号并计算接收器与卫星之间的距离，进而确定接收器的位置。
2. GPS的基本结构：GPS系统由24颗工作卫星、地球上的控制站和用户接收器组成。
每颗卫星都维持精确的轨道，通过射频信号与控制站保持通信。
3. GPS的工作原理：GPS接收器通过接收来自至少4颗卫星的信号，并计算出与每颗卫星的距离，利用三角测量原理确定接收器的位置。
接收器还通过测量信号的传播时间来确定接收器与卫星之间的距离。
4. GPS的定位精度：GPS的定位精度取决于接收器的技术水平和接收到的卫星数量。
较高级别的GPS接收器通常具有更高的精度，同时接收到的卫星数量也影响精度。
5. GPS的应用：GPS系统广泛应用于航空导航、车辆定位、地理信息系统（GIS）、户外活动、勘测和地图制作等领域。
它还被用于船舶导航、农业、气象预报和科学研究等领域。
6. GPS接收器的选择：在选择GPS接收器时，需要考虑接收器的性能、价格和所需的功能。
接收器可以有不同的定位精度、屏幕大小、电池寿命和导航功能等。
7. GPS错误和修正：GPS定位可能受到信号阻塞、多径效应、大气延迟等因素的影响，导致定位误差。
为了减少这些误差，需要进行误差修正，如差分GPS技术和增强型GPS技术。
8. GPS的未来发展：GPS技术在不断发展，包括提高精度、增加卫星数量、增强导航功能和对农业、交通等领域的应用。
此外，与其他导航系统的整合也是未来的趋势。
GPS卫星定位基本原理
GPS卫星定位基本原理
GPS（全球定位系统）卫星定位是一种利用卫星信号来确定地理位置和导航的技术。
1.GPS系统组成：GPS系统由24颗活动卫星和地面控制站组成。
每颗GPS卫星维持一个高精度的原子钟，并将卫星的位置和时间信息发送到地表的控制站。
3.接收器接收信号：GPS接收器是用来接收来自卫星的信号的设备。
接收器使用接收到的信号来计算卫星发射信号的传播时间。
4.信号传播时间测量：当接收器接收到卫星信号时，它会比较信号的到达时间和信号发射时间之间的差异。
差异的值称为传播时间。
5.多个卫星信号接收：为了获得准确的位置信息，接收器需要接收来自至少4颗卫星的信号。
通过接收多个卫星的信号，接收器可以计算出自己相对于卫星的距离。
7.三圆定位原理：GPS接收器是通过测量来自至少4颗卫星的距离来确定自身的位置的。
使用三圆定位原理，接收器可以绘制出3个球面，每个球面的半径等于来自一个卫星的距离。
接收器的位置将会位于这三个球面的交点处。
8.位置计算：通过测量来自至少4颗卫星的距离，接收器可以计算出自身的位置。
这个计算过程通常在接收器内部的计算机芯片中完成。
总结起来，GPS卫星定位是通过接收来自卫星的信号来确定接收位置和时间的技术。
接收器通过测量卫星信号的传播时间，并利用三圆定位原
理计算出自身与卫星之间的距离，进而推算出自身的位置。
这种技术在导航、地图绘制和测量等方面有广泛的应用。
卫星定位系统概要
衛星定位系統一、目的：找出由人造衛星所拍攝的地球相片上任一點經緯度的方法。
二、方法：1.找出衛星與地球之間的幾何關係，確定電腦模型的方程式。
2.在電腦上建立地球經緯模型。
3.由平面上的經緯模型上的任一點，定出其真實經緯的方法。
4.以鐵絲作出地球經緯模型，進行攝影，並收集數據。
5.將相片輸入電腦，進行數據分析，並與電腦建立的經緯模型對比，試驗準確程度。
三、步驟：1.建立數位模型：(1)符號及意義：以地心O為原點人造衛星位置採球面坐標系統C＝(R,Θ,Φ)如右圖一地球半徑r。
(其中R＞r)地球經度θ：如右圖。
由x軸為東西經0°，遵守右手旋轉系統。
θ：0°～180°為東經0～180°；θ：0°～－180°為西經0°～180°。
θ＝180°＝－180°，東西經180°重合。
地球緯度φz軸為地球自轉軸，正為北；負為南。
φ：0°～90°為北緯0°～90°；φ：0°～－90°為南緯0°～90°。
φ＝90°為北極點；φ＝－90°為南極點。
由此可定出地球上任一點P 的坐標為(r,θ,φ)＝(rcos φcos θ,rcos φsin θ,rsin φ)。
(2) 旋轉坐標系統：將地球坐標系統之x 軸轉向對準衛星，形成x''-y''-z''坐標系統。
如下圖二之轉換方式：故可得地球坐標與衛星坐標的轉換關係⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡z y x S S ''z ''y ''x 12 由衛星向地球方向看，看到的部分應為地球在y''-z''平面上的投影。
(3) 定義可視範圍：由衛星向地球觀測，由於受到視角(β)的影響，無法看到整個直徑範圍的地球，衛星可觀測到的部分，為圖三所示的紅色的圓面，這也是拍攝到的地球相片。
GPS基础知识培训
个人定位
GPS技术可用于个人定位 、追踪和救援，保障人身 安全。
授时同步领域应用
STEP 01
电力系统
STEP 02
通信网络
GPS技术可为电力系统提 供高精度的时间同步服务 ，确保电力系统的稳定运 行。
STEP 03
金融交易
GPS技术可为金融交易提 供精确的时间戳服务，确 保交易的公正性和安全性 。
GPS基础知识培训
• GPS概述与基本原理 • GPS接收机类型与性能参数 • GPS定位技术与方法 • GPS应用领域与案例分析 • GPS数据处理与误差分析 • 未来发展趋势与挑战
目录
Part
01
GPS概述与基本原理
GPS定义及发展历程
• 全球定位系统（Global Positioning System，GPS）定义：一种基于卫星的无线电导航定位系统，可为全球范围内 用户提供连续、实时、高精度的三维位置、速度和时间信息。
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多模多频接收机技术展望
多模接收机技术
开发能够同时接收多种卫星导航系统 信号的多模接收机，提高定位精度和 可用性。
多频接收机技术
软硬件协同设计
通过软硬件协同设计，优化接收机性 能，降低功耗和成本。
利用多频信号处理技术，提高接收机 抗干扰能力和定位精度。
人工智能和大数据在GPS中应用前景
人工智能在GPS中的应用
全球卫星导航系统（GNSS）的兼容与互操作
探讨不同卫星导航系统之间的兼容性和互操作性，提高全球定位、导航和授时服务的可靠 性和精度。
卫星导航增强技术
研究利用地基增强、星基增强等技术手段，提高卫星导航系统的定位精度、可用性和完好 性。
测绘技术中的卫星定位系统使用指南
测绘技术中的卫星定位系统使用指南在测绘领域，卫星定位系统（GNSS）是一项重要的技术，它通过接收卫星发射的信号来精确定位地球上的点。
本文将为大家提供一份卫星定位系统使用指南，帮助你更好地理解和应用这项技术。
一、卫星定位系统简介卫星定位系统是利用全球卫星导航系统（GNSS）提供的信号来确定地理位置的一种技术。
目前使用较广泛的GNSS系统包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS 和欧洲的Galileo系统。
GNSS系统的基本工作原理是通过卫星发射的信号，接收设备计算出与其位置相关的数据，从而确定地理位置。
二、GNSS设备的选择在选择GNSS设备时，主要考虑以下几个因素：价格、精度和易用性。
价格是大多数人选择设备时首要考虑的因素，而精度则取决于测绘工作的要求。
一般情况下，测绘工程需要较高的精度，因此需要选择精度较高的设备。
易用性是指设备的操作是否方便，是否具备相应的软件和用户界面。
三、设备使用前的准备工作在使用GNSS设备之前，需要进行一些准备工作。
首先，校准设备，确保设备的精度和正确性。
其次，确保设备和电池的电量充足，以免在测绘工作过程中中断。
此外，还需要了解设备的使用方法和相关功能，这可以通过研读设备的使用手册或参加培训课程来实现。
四、测绘前的现场准备在进行实地测绘工作之前，需要进行一些现场准备。
首先，确认测量区域的地形和环境条件，如有高楼、大树或云层等，可能会对信号接收造成干扰。
其次，查看天气预报，确保天气条件适宜进行测绘工作。
最后，检查设备是否正常运行，并按照设备说明连接相关设备和机器。
五、测绘过程中的技巧和注意事项在测绘过程中，有一些技巧和注意事项可以帮助你获得更好的结果。
首先，选择一个开阔的地方进行测绘，以确保接收到充足的卫星信号。
其次，保持设备的稳定，避免震动和晃动。
最后，记录相关数据，并进行相应的处理和分析，以获得准确的测绘结果。
六、数据处理和结果分析在完成测绘工作后，需要进行数据处理和结果分析。
测绘技术中的卫星定位系统简介
测绘技术中的卫星定位系统简介导语：如今，随着科技的发展和进步，卫星定位系统已经渗透到了我们生活的方方面面，尤其是在测绘技术领域扮演着至关重要的角色。
本文将为您简单介绍测绘技术中的卫星定位系统，带您一窥这一技术的奥秘。
一、什么是卫星定位系统卫星定位系统 (Satellite positioning system) 是一种利用导航卫星系统进行精确测量和定位的技术。
目前，全球最为广泛使用的卫星定位系统是美国的全球定位系统(GPS)，其他知名的卫星定位系统还包括俄罗斯的格洛纳斯系统和中国的北斗导航系统。
二、卫星定位系统的原理卫星定位系统利用卫星发射出的微波信号，由接收器接收后进行处理，通过测量信号的传输时间和接收器与卫星之间的几何关系，来计算出接收器的精确位置。
这一过程涉及到时间同步、信号传播速度等复杂的计算与测量。
三、卫星定位系统的应用领域卫星定位系统在测绘技术中应用广泛，为测绘工作者提供了高精确度和高效率的定位服务。
下面将介绍几个卫星定位系统的典型应用领域。
1. 地图测绘与地理信息系统卫星定位系统是地图测绘和地理信息系统制图的重要工具。
通过与卫星接收器的配合，测绘人员能够准确地确定地表上的各点坐标，并将其标注在地图上。
这使得制图更加准确、可靠，帮助我们理解和管理地理空间。
2. 遥感与地理空间分析遥感技术结合卫星定位系统，可以进行高精度的地理空间分析。
通过获取卫星图像和相关数据，我们可以实现对地表和地形的全局观察，并进行各种环境、地质和物质配置的分析，为资源管理、环境保护等领域提供科学依据。
3. 公共设施建设与规划卫星定位系统在公共设施建设和规划中也扮演着重要角色。
比如，在道路、铁路以及电力、水利等基础设施的建设中，可以通过卫星定位系统精确测量地表的地理特征和地形，从而保障工程的安全性和可持续性。
4. 土地管理和土地利用规划在土地管理和土地利用规划中，卫星定位系统可以提供准确的地块边界和地块面积信息，帮助政府和决策者制定合理的土地利用政策，提高土地管理效率，促进土地可持续利用。
卫星定位系统简介学习资料
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应 等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时 大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根 据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收 机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。
GPS没有指北针的功能，静止不动时是不知道方向的。
5.导向（Bearing）6.日出日落时间（Sun set/raise time）
7.足迹线（Plot trail）
二、构成
由三部分构成：地面控制部分（由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系 统组成）、空间部分（由24颗卫星组成 分布在6个道平面上）、用户装置部分（主要 由GPS接收机和卫星天线组成）。
卫星定位系统简介
卫星定位系统简介
卫星定位系统 即全球定位系统(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。
卫星导航相关知识点总结
卫星导航相关知识点总结1. 全球定位系统（GPS）是美国推出的卫星导航系统，由美国国防部建立和维护。
它由24颗工作卫星和数十颗备用卫星组成，这些卫星围绕地球轨道运行，每天两次完成环球飞行。
2. GPS系统的卫星通过其提供的信号，可以让接收设备计算出自己的位置、速度和精确时间。
接收设备可能是智能手机、汽车导航系统、船舶、飞机或其他类型设备。
3. GPS系统通过在卫星和接收设备之间的相对距离以及通过测定信号的传播时间来确定接收设备的位置。
这种计算需要至少使用三颗卫星的信号来进行，以确定接收设备的二维位置（经纬度）和至少四颗卫星的信号来计算三维位置（经纬度和海拔）。
4. GPS系统由地面控制站来监控和维护，这些控制站负责计算和传输卫星的轨道数据。
此外，GPS系统还包括了加密和抗干扰功能，以确保系统的安全和可靠性。
5. 欧洲伽利略卫星导航系统是欧洲空间局推出的卫星导航系统，旨在提供一个独立的全球定位和时钟系统。
伽利略系统计划将于2025年完全投入运行，目前已有数十颗卫星在轨道上运行。
6. 与GPS系统类似，伽利略系统通过其提供的信号，可以让接收设备确定自己的位置、速度和时间。
伽利略系统还提供更高的精确度和更好的覆盖，以及更强的抗干扰能力。
7. 除了GPS和伽利略系统，还有其他一些国家和地区也在发展自己的卫星导航系统，如俄罗斯的格洛纳斯系统、中国的北斗系统和印度的印度区域导航卫星系统。
8. 卫星导航系统应用广泛，包括军事领域的定位、导航、精确定位武器系统和军事通信；民用领域的汽车导航、船舶航行、航空航行、地图制图、勘探和定位等。
9. 尽管卫星导航系统提供了许多便利和可能性，但它们也存在一些限制和挑战，如对地形、建筑物和电磁干扰的影响、接收设备的成本和能耗。
总之，卫星导航系统是一项极其重要的技术，在现代社会中起到了不可或缺的作用。
对于军事、民用、商业和科学研究领域来说，它们提供了精确的定位、导航和时间信息，为人类的生活和工作提供了便利和可能性。
GPS定位基础知识介绍
GPS定位基础知识介绍GPS（全球定位系统）是一种由美国建立的全球导航卫星系统，可提供地理位置和时间信息。
本文将介绍GPS的基础知识，包括工作原理、应用领域以及其优缺点。
GPS的工作原理是基于三角测量原理。
地球上的GPS接收器通过接收来自多颗卫星的信号，然后计算信号的传播时间来确定接收器与卫星之间的距离。
通过同时测量多颗卫星的距离，GPS接收器可以确定其自身的位置。
GPS系统由三部分组成：空间部分、控制部分和用户接收器。
空间部分由一组维护和监控卫星组成，它们以几何图形的方式分布在地球轨道上，确保全球覆盖。
控制部分由多个地面站组成，负责监控卫星的状态和轨道。
用户接收器是用于接收和处理来自卫星的信号，计算位置和时间。
GPS在各个领域具有广泛的应用。
在航空和航海中，GPS可以精确地定位飞机和船只，提供准确的导航信息。
在汽车导航中，GPS可以帮助驾驶员确定行车路线，并提供实时交通信息。
在军事领域，GPS被用于军事导航和目标定位。
此外，GPS还被用于地图制作、测量和勘探、气象预测等领域。
然而，GPS也存在一些缺点。
首先，GPS信号在穿过建筑物、树木和其他遮挡物时会受到干扰，导致定位不准确。
其次，由于GPS是由美国建立和控制的，有可能被用于军事目的，因此在一些国家受到限制。
最后，GPS无法在水下和密闭空间中工作，限制了其在一些领域的应用。
为了克服这些问题，目前一些辅助定位技术已经出现，例如差分GPS 和增强GPS。
差分GPS通过与基准站的通信来消除定位误差。
增强GPS则使用一些辅助设备和传感器来提供更精确的位置信息。
总而言之，GPS是一种全球导航卫星系统，可通过卫星信号提供准确的地理位置和时间信息。
它在航空、航海、汽车导航、军事以及地图制作等领域应用广泛。
然而，GPS也存在一些缺点，包括受干扰、受限制和无法在水下工作。
为了提高定位精度，一些辅助技术也被应用。
认识卫星定位系统
简单来说：
三维坐标：经度、纬度、高度（观测 静态的物体需要三颗）
四维坐标：经度、纬度、高度、时间 （观测静态的物体至少需要四颗，可以
根据四维坐标计算速度，位移等量）
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2020.2.24
目录
CONTENTS
1 全球定位系统GPS 2 GPS的发展 3 卫星定位的基本原理 4 卫星定位技术的应用
章一
PART A
全球定位系统
•具有海陆空进行全 方位、实时三维导 航与定位功能的新 一代卫星导航的定 位系统
章 二 GPS的发展
PART A
请在此处添加文 请在此处添加文
6
测绘：高精度 和高效益
章 五 移动商务技术与卫星定位技术
PART A
• 要确定地面静止物 体的三维坐标，需 要3颗卫星提供的信 息；要确定地面运 动物体的三维坐标 和运动速度至少需 要4颗卫星
原因：
只能在同一时间测定三个距离才可定位，要实现同步必须 具有统一的时间基准，从解析几何角度出发，GPS定位包 括确定一个点的三维坐标与实现同步四个未知参数，因此 必须通过测定到至少4颗卫星的距离才能定位。
本
本
美国在20世纪 70年代初开始 研制GPS，并于 1994年全面建 成。在全球范
围内提供实时
和连续的导航
定位及授时服 务
请在此处卫星定位的基本原理
章 四 卫星定位技术的应用
PART A
1
2
军事：导航的 飞行
娱乐旅游
3
交通：关键是 导航
4
救援：定位伤 员
5
农业：精准的 农业耕作
卫星定位系统
3．无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行， 只要拥有手机大小的GPS信号接收机，你就能随时 知道（ ）
A．自己所在地的季节
B．自己所在地的天气
C．自己所在地的地理坐标
D自己所在地的气候
4．全球定位系统可以确定自己的准确位置，通常确定地 球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据（ ）
飞行员发出的呼救信号是（ ）
A．GIS系统信号 B．GPS系统信号
C．RS系统信号 D ．以上都不对
1．图中的甲、乙两区域是两颗卫星在某一时刻分别所覆 盖的区域，其服务范围大小是（ ）
A．甲等于乙 B．甲大于乙 C．甲小于乙 D．无法确定 2．下面关于甲、乙两区域卫星图像的解析，正确的是（） A．甲区域位于乙区域的西北方向 B．甲区域为温暖广阔的浅海，渔业和石油资源丰富 C．乙区域分布有世界最大的热带雨林区，但破坏较为 严重
和精密工程测量 结构复杂．价格较
贵
授时接收机
用于天文台及无线 利用GPS卫星提供
电通讯
的高精度时间标准
进行授时
用户设备部分
手持导航型
测量型
5、 手持型GPS接收机
应用领域 性能 优点
手持型 GPS接收 机多为导 航使用
液晶显示，不需要地 导航画面 面辅助设 清晰，配 备，只要 有背景灯，收到卫星 方便夜间 信号，就 操作．功 能快速定 能键齐全 位，不受
1999年3月28日北京时间5时，北约向南联盟 发动了第四轮空袭。英勇的南联盟击落了美国 F-117隐形飞机。当中弹的F-117战机的飞行员从座 舱弹出的一瞬间，他就被包括全球卫星定位系统 在内的一些感应装置跟踪，高悬于太空的卫星迅 速将有关信息传送给北约军事指挥部，营救小组 仅用20分钟就将飞行员救走。
定位技术及原理
定位技术及原理定位技术是指利用各种技术手段来确定物体或者个体在空间中的准确位置的方法。
随着科技的发展和人们对位置信息需求的增加，定位技术得到了广泛的应用，例如导航系统、地图服务、无人机等。
本文将介绍几种常见的定位技术及其原理。
一、全球卫星定位系统（Global Positioning System，GPS）全球卫星定位系统是通过人造卫星与接收机之间的通信实现定位的一种技术。
GPS系统由多颗卫星组成，它们以恒定的速度和轨道在地球周围运行。
接收机通过接收来自三颗或以上卫星的信号，通过测量这些信号的传播时间以及卫星与接收机之间的距离，从而确定接收机的位置。
GPS技术具有高精度、全球覆盖、实时性等特点。
二、基站定位技术基站定位技术是通过无线通信网络中的基站来确定移动设备的位置。
移动设备与基站之间的信号传输延迟以及信号强度的变化，可以用于计算设备与基站之间的距离。
通过与多个基站建立通信，并结合信号强度、传输延迟等信息，可以得出移动设备的准确位置。
基站定位技术广泛应用于移动通信网络和位置服务中。
三、无线传感器网络定位技术无线传感器网络定位技术是通过部署在特定区域的无线传感器节点来确定目标位置。
传感器节点之间通过无线通信建立网络，每个节点都能感知到周围环境的信息，并将这些信息进行处理和传输。
通过节点之间的协作和信息的传递，可以实现对目标位置的定位。
无线传感器网络定位技术在环境监测、智能交通等领域具有重要应用价值。
四、计算机视觉定位技术计算机视觉定位技术是通过图像或视频处理的方式来确定物体的位置。
利用计算机视觉算法对图像或视频中的目标进行识别、跟踪和测量，从而得到目标的位置信息。
计算机视觉定位技术在机器人导航、智能监控等领域得到广泛应用。
五、惯性导航定位技术惯性导航定位技术利用惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）测量物体的加速度和角速度，通过积分计算物体的位置和方向。
惯性导航定位技术不依赖于外部参考物体，具有短时间精度高、不受环境干扰等特点，广泛应用于航空航天、车辆导航等领域。
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卫星定位系统简介卫星定位系统简介卫星定位系统即全球定位系统（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。
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。
一、常用术语1.坐标（Coordinate)有二维和三维两种表示。
2.路标（Landmark or waypoint)GPS内存的一个坐标值.3.路线（Route)路线是GPS内存中存储的一组数据，包括一个起点和一个终点的坐标，还可以包括若干中间点的坐标，每两个坐标之间的线段叫一条腿。
4.前进方向（Heading)GPS没有指北针的功能，静止不动时是不知道方向的。
5.导向（Bearing）6.日出日落时间(Sun set/raise time)7.足迹线(Plot trail)二、构成由三部分构成：地面控制部分(由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成)、空间部分(由24颗卫星组成,分布在6个道平面上)、用户装置部分(主要由GPS接收机和卫星天线组成)。
1.空间部分GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成，它位于距地表20 200km的上空，均匀分布在6 个轨道面上（每个轨道面4 颗），轨道倾角为55°。
此外，还有4 颗有源备份卫星在轨运行。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图象。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS 卫星产生两组电码，一组称为C/ A 码（ Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ；一组称为P 码（Procise Code 10123MHz),P 码因频率较高，不易受干扰，定位精度高，因此受美国军方管制，并设有密码，一般民间无法解读，主要为美国军方服务。
C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后，主要开放给民间使用。
2.地面控制部分地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。
监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。
监测站将取得的卫星观测数据，包括电离层和气象数据，经过初步处理后，传送到主控站。
主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后将结果送到3 个地面控制站。
地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS 卫星每天一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
如果某地面站发生故障，那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间，但导航精度会逐渐降低。
3.用户设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。
其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。
当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。
根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。
接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。
GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。
接收机一般采用机内和机外两种直流电源。
设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。
在用机外电源时机内电池自动充电。
关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。
各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。
三、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。
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。
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。
对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。
严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。
一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。
相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。
单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。
相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。
四、前景由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。
据有关专家预测，在美国，单单是汽车GPS导航系统，2000年后的市场将达到30亿美元，而在中国，汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。
可见，GPS技术市场的应用前景非常可观。
五、特点全球定位系统的主要特点：（1）全天候；（2）全球覆盖；（3）三维定速定时高精度；（4）快速省时高效率：（5）应用广泛多功能。
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