GPS原理和应用第一章

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第一章绪论第二节导航定位卫星及其星座

GPS测量定位技术
一、GPS卫星及星座
GPS系统主要是为美国海陆空三军服务的，它具有广泛的军事用途，例如，为地面部队迅速行动指明方位，为核潜艇导航，为弹道导弹导航，检测全球核爆炸，摄取全球性的军事情报，反潜艇，反导弹等等。因此， GPS卫星的内部设备复杂而繁多，例如，为了战略部队的应急通讯，美国在GPS卫星上安装战略通信机，其重量达16.03㎏，体积为0.0124m3，采用240-272MHZ、 318-400MHZ和7900-8000MHZ的微波信号，辐射功率为20W。
GPS测量定位技术
二、前苏联GLONASS全球卫星导航系统
1.卫星星座 GLONASS卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道，轨道面间的夹角为120°，轨道倾角64.8°，轨道的偏心率为 0.01，每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星离地面高度为 19100km ，运行周期为 11 小时 15 分。由于 GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角，所以在高纬度（50°以上）地区的可视性较好。每颗GLONASS卫星上装有铯原子钟，以产生高稳定的时标，并向所有星载设备提供同步信号。星载计算机将从地面控制站接收到的信息进行处理，生成导航电文向地面的用户广播。
GPS测量定位技术
第一章绪论
•学习目标 •第一节卫星大地测量及其发展 •第二节导航定位卫星及其星座 •第三节 GPS在国民经济建设中的应用 •本章小结 •思考题与习题
GPS测量定位技术
第一章绪论
学习目标
•了解GPS系统的构成，卫星的个数及寿命，卫星的运行周期及发射功率，原子钟的精度，定位信号频率。GPS的地面控制系统和截止2003年10月，目前GPS在轨工作卫星为28颗，其中 17号星在2003年6月6日至7月23日期间列为不健康状况，7 月9日其星钟从Cs4转为Rb2，卫星移到D6星位上又开始正常运行。现在工作的卫星编号从1号至31号之间，只有12号、 19号、22号为空缺。28颗卫星中有3颗为BLOCKII卫星，17 颗为BLOCKIIA卫星，8颗为BLOCKIIR卫星，正在用铯钟(Cs) 运行的有11颗卫星，其余均用铷钟(Rb)，在1993年11月22 日启用的卫星达15颗，即工作差不多十年以上的卫星数目过半数，最早的一颗卫星还是1989年6月发射的。原先21号星是1990年8月2日发射的，去年9月25日出现异常情况，于2003年1月27日宜布退出服务，现已为2003年3月31日发射的卫星所接替，后者在4月12日投入正式服务。

第一章(绪论) GPS数据处理课件吉长东

• 1、产生的背景
• 1）军事需要； • 2）无线电导航技术、卫星技术、计算机和通信技术； • 3）经济发展。反向观测方案
第一代卫星导航系统的基本工作原理
• 2、第一代卫星导航定位系统
主要有： • 1)美国NNSS－卫星多普勒导航系统 • 2)前苏联CICADA－卫星多普勒导航系统 • 3)中国－北斗导航系统
卫星：是设置无线电导航发射机的理想位置，在适当轨道上的卫星星座
可以使导航信号覆盖整个地球。
吉长东(qq群:214030419待定,email:wn1529@) 辽宁工程技术大学测绘学院
GPS原理与应用> 〉绪论> 导航定位系统发展回顾
（二）、卫星导航定位系统（星基无线电导航系统）
最初：卫星三角测量，卫星是动态观测目标！
吉长东(qq群:214030419待定,email:wn1529@) 辽宁工程技术大学测绘学院
GPS原理与应用> 〉绪论> 专业术语
常用专业术语（续）
• （补）GPS的英文定义
By W.Wooden in 1985：
“The Navistar Global Positioning System (GPS) is an all-weather space-based navigation system under development by the Department of Defense (DOD) to satisfy the requirements for the military forces to accurately determine their Position, velocity, and time in a common reference system, anywhere on or near the Earth on a continuous basis.” 即导航卫星授时与测距/全球定位系统

《GPS原理及其应用》习题

《GPS原理及其应用》习题集第一章思考题［1］名词解释：天球；赤经；赤纬；黄道；春分点；岁差；章动；极移；世界时；原子时；协调世界时；儒略日。

［2］简述卫星大地测量的发展历史，并指出其各个发展阶段的特点。

［3］试说明GPS全球定位系统的组成。

［4］为什么说GPS卫星定位测量技术问世是测绘技术发展史上的一场革命?［5］简述GPS、GLONASS与NA VSAT三种卫星导航定位系统工作卫星星座的主要参数。

［6］简述(历元)平天球坐标系、(观测)平天球坐标系以及瞬时极(真)天球坐标系之间的差别。

［7］怎样进行岁差旋转与章动旋转?它们有什么作用?［8］为什么要进行极移旋转?怎样进行极移旋转?［9］简述协议地球坐标系的定义。

［10］试写出由大地坐标到地心空间直角坐标的变换过程。

［11］综述由(历元)平天球坐标系到协议地球坐标系的变换过程。

［12］简述恒星时、真太阳时与平太阳时的定义。

［13］什么是GPS定位测量采用的时间系统?它与协调世界时UTC有什么区别?［14］试述描述GPS卫星正常轨道运动的开普勒三大定律。

［15］试画图并用文字说明开普勒轨道6参数。

［16］简述地球人造卫星轨道运动所受到的各种摄动力。

［17］地球引力场摄动力对卫星的轨道运动有什么影响?［18］日、月引力对卫星的轨道运动有什么影响?［19］简述太阳光压产生的摄动力加速度，并说明它对卫星轨道运动有何影响?［20］综述考虑摄动力影响的GPS卫星轨道参数。

［21］试写出计算GPS卫星瞬时位置的步骤。

第二章思考题［1］名词解释：码；码元(比特)；数码率；自相关系数；信号调制；信号解调；SA技术。

［2］试说明什么是随机噪声码?什么是伪随机噪声码?［3］C/A码和P码是怎样产生的?［4］试述C/A码和P码的特点。

［5］试述伪随机噪声码测距原理。

［6］试述导航电文的组成格式。

［7］名词解释：遥测字；交接字；数据龄期；时延差改正；传输参数。

［8］简述导航电文数据块Ⅱ的主要内容。

《GNSS原理及应用》PPT课件

2020年
星座
5GEO+5IGSO+4MEO （区域服务）
5GEO+3IGSO+27MEO （全球服务）
信号（实际发射）
主要是北斗系统第二阶段信号
主要是北斗系统第三阶段信号
25
信号特征
北斗系统第二阶段信号
信号
B1(I) B1(Q) B2(I) B2(Q)
B37.14 1268.52
▪ 地点：美国克罗拉多州法尔孔空军基地。
▪ 跟踪站（5个）
▪ 作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。 ▪ 地点：夏威夷
▪ 注入站（3个）
▪ 作用：将导航电文注入GPS卫星。 ▪ 地点：阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平
洋）。
1.3.3 GPS的系统组成— 用户设备部分
Galileo工作星卫星) Galileo卫星组成的；这30
座
颗卫星均匀分布在3个轨道上， Galileo卫星的轨道高度是
23616km，轨道倾角为560。2005年
12月28日，发射了第一颗带激光
后向反射镜阵列(又称为激光反射
器)的试验卫星GIOVE-A 为了保
持Galileo卫星的现用频段，欧盟
38
GLONASS现代化的发展计划
② 2010年12月开始研发第三代 GLONASS导航卫星，称之为GLONASS-K 卫星(如图5所示)；该新型卫星上拟增设第三个导航定位信号；并将 GLONASS-K卫星的设计工作寿命增长为10年。该种卫星是一颗基于非加压平台建造的全新小型卫星，较之以前所有的GLONASS卫星更加轻便，以致发射成本较低廉。GLONASS-K卫星拟增设的第三个导航定位信号的载波频率为：1201.74~1208.51MHz。

(完整版)(武汉大学)GPS原理及其应用

GPS原理及其应用
绪论 > 美国政府的GPS政策
美国政府的GPS政策
• SA技术（1990.3.25~2000.5.1）
– Selective Availability – 选择可用性 – 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）
– 由于卫星寿命过短，加之俄罗斯前一段时间经济状况欠佳，无法及时补充新卫星，故该系统不能维持正常工作。
– 到目前为止（2006年3月20日）,GLONASS系统共有17颗卫星在轨。其中有11颗卫星处于工作状态，2颗备用，4颗已过期而停止使用。俄罗斯计划到2007年使GLONASS系统的工作卫星数量至少达到18颗，开始发挥导航定位功能。
NAVSTAR GPS 21＋3 6 55° 20180km 12h CDMA 1575MHz
1228MHz
GPS原理及其应用
绪论 > 其它卫星导航定位系统 > GLONASS
其它卫星导航定位系统——GLONASS
• 卫星运行状况
– 从1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星起，至1995年12月14日共发射了73颗卫星。
• 系统构成
– 卫星星座 – 地面控制部分 – 用户设备
GPS原理及其应用
P24
绪论 > 其它卫星导航定位系统 > GLONASS
其它卫星导航定位系统——GLONASS
GLONASS satellite
GLONASS constellation
GPS原理及其应用
绪论 > 其它卫星导航定位系统 > GLONASS
GPS原理及其应用

gps培训课件

志 • 编制作业进度计划，进行星历预报 • 外业观测和概算 • 内业处理和检验 • 坐标系统转换和高程拟合 • 成果报告的编制和资料验收
1. GPS控制网的技术设计
一. 控制网的应用范围二. 分级布网
大城市可分3级,中小城市可分2级
三. GPS测量的精度标准 σ = a2(b*d*106)2
四. 坐标系统与起算数据
点应设在视野开阔和容易到达的地方，联测方向。
可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。
根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形，基本形式有：
1. 三角形网 2. 环形网 3. 星形网
(1)、三角形网
优点：
图形几何结构强，具有较多的检核条件，平差后网中相邻点间基线向量的精度比较均匀。
独立的。
GPS 控制网的观测基线
仪器台数同步图形独立基线
N=2 N=3
N=4
N=5
GPS网设计的一般原则
应通过独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的可靠性。
应尽量与原有地面控制网相重合，重合点一般不少于3个，且分布均匀。
应考虑与水准点相重合，或在网中布设一定密度的水准联测点。
(4~11)
（目前轨道上实际运行的卫星个数已经超过了32颗）
Colorado springs
55
Hawaii
GSP 地面控制站分布
kwajalein
Ascencion Diego Garcia
一个主控站：科罗拉多•斯必灵司(推遍星历及修正参数、时间基准、轨道
纠偏、启动备用卫星）
三个注入站：阿松森(Ascencion)—大西洋
，L1和L2上的 P 码或 Y 码，还有卫星轨道信息 • 所有信号均由同一个震荡器产生

(完整word版)GPS测量原理与应用复习资料

GPS 测量原理及应用第一章绪论•GPS 的含义：全球定位系统（GPS）是一个空基全天候导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间内获取在一个通用参照系中的位置、速度和时间信息的要求。

•卫星导航系统分类：①按用户接收机是否发射信号分类：无源系统、有源系统。

②按测量的参数分类：测距导航系统、测距离差导航系统、卫星多普勒导航系统、测角导航系统、混合系统。

③按卫星运行轨道高度分类：低轨道（近地轨道）、中高轨道、同步轨道。

④④按工作区域分类：全球覆盖系统、区域覆盖系统。

–北斗一号卫星导航定位系统：①北斗导航系统同时具备定位与双向通信能力，可以独立完成移动目标的定位与调度功能；GPS 系统本身不具备通信能力，需要和其他通讯系统结合才能实现移动目标的远程定位与监控功能。

②北斗导航系统是区域性导航系统；GPS系统是全球性导航系统。

③北斗导航系统是由我国自主控制；GPS系统是由美国军方控制。

–欧盟伽利略系统：①空间段：由分布在三个轨道上的30 颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，每个轨道面上有10 颗卫星（9 颗正常工作，1 颗运行备用）；轨道面倾角56 度。

②地面段：包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施地面管理机构。

③用户：用户端主要就是用户接收机及其同等产品，伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS 的导航信号一起组成复合型卫星导航系统，因此用户接收机将是多用途、兼容型接收机。

–前苏联GLONASS 系统：星座轨道为3个等间距椭圆轨道，轨道面间夹角120°，轨道倾角64.8°，偏心率0.01，每个轨道上等间距地分布8颗卫星。

卫星离地高度19100km，绕地运行周期为11 时15 分，地迹重复周期为8 天，轨道同步周期17圈。

其卫星轨道倾角大于GPS卫星轨道倾角，所以在高纬度地区的可视性好。

面控制系统包括1 个系统控制中心、1 个指令跟踪站，网络分布于俄罗斯境内。

GPS测量原理及应用各章知识点总结

GPS测量原理及应用各章知识点总结桂林理工大学测绘08-1 JL（纯手打）第一章绪论1、GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。

能为各个用户提供三维坐标和时间。

2、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。

整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。

4、GPS基本参数为：卫星颗数为21+3，卫星轨道面个数为6，卫星高度为20200km，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分，在地球表面任何时刻，在高度较为15度以上，平均可同时观测到6颗有效卫星，最多可以达到9颗。

5、应用双定位系统的优越性：能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机，简称为双系统卫星接收机。

（1）增加接收卫星数。

这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业（2）提高效率。

观测卫星数增加，所以求解整周模糊度的时间缩短，从而减少野外作业时间，提高了生产效率。

（3）提高定位的可靠性和精度。

因观测的卫星数增加，用于定位计算的卫星数增加，卫星几何分布也更好，所以提高了定位的可靠性和精度。

6、在GPS信号导航的定位时，为了解算测站的三维坐标，必须观测4颗（以上）卫星，称为定位星座。

7、PRN----------卫星所采用的伪随机噪声码8、在导航定位测量中，一般采用PRN编号。

9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做C/A码（又叫S码），用于精密定位的精密测距码叫P 码10、GPS系统中各组成部分的作用：卫星星座1、向广大用户发送导航定位信息。

2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息，并通过GPS信号电路，适时的发送给广大用户。

3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。

地面监控系统地面监控系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站。

1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。

全球定位系统技术在军事领域中的应用

全球定位系统技术在军事领域中的应用第一章：引言全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是一个由美国政府维持的全球导航卫星系统。

它由多颗卫星、地面控制站和接收器组成，被广泛应用于地理定位、导航、无线通讯、精准时间同步等领域。

尤其在军事领域中，GPS技术已经成为了一个不可或缺的工具。

本文将从以下几个方面来探讨GPS技术在军事领域中的应用：军事定位、导航及作战指挥、无人机作战、导弹巡航导航等。

第二章：军事定位在军事领域中，军事定位是指通过GPS技术实现对敌方部队的位置和动向进行精准监测、识别和定位。

利用GPS技术，军队可以实时获取敌方位置信息，并进行深度分析，从而确定对方的行动意图，并做出针对性的应对措施。

此外，军事定位技术还可以为军队提供重要的后勤保障，在野外作战中实现“丢包不丢人”，避免损失人员和装备。

第三章：导航及作战指挥利用GPS技术，军队可以实现精准的导航及作战指挥。

在复杂的战场环境中，GPS导航系统可以为战士们提供准确的定位和导航信息，使他们能够快速准确地到达目的地，避免迷路和浪费时间。

同时，GPS技术还可以为作战指挥提供实时精准的地形信息和部队位置信息，使指挥官能够及时派出援军和调整部队部署，提高作战实力和胜率。

第四章：无人机作战无人机作战是指通过无人机在作战区域内搜寻、侦察、打击目标、执行任务等行为。

利用GPS技术，无人机可以实现高精度的自主导航和定位，能够进行高空、高速运动，避免受到地形、气候等因素的影响。

GPS还可以实现多架无人机的互相协作，完成复杂的联合作战任务。

第五章：导弹巡航导航GPS技术在导弹巡航导航中的应用也非常广泛。

导弹通过搭载GPS接收器，能够实现高精度的巡航导航，从而能够精确命中目标。

同时，如果连接巡航导弹的卫星提供足够的精度及时间同步，它们就可以实现亚米级甚至更高的精度。

因此，GPS技术在导弹精度打击领域上也发挥着越来越重要的作用。

GPS测量原理及其应用复习资料

GPS测量原理及其应用第一章绪论一：全球导航卫星系统GNSS美国的GPS系统，俄罗斯的GLONASS系统，欧盟的伽利略（GALILEO）系统和中国的北斗二号卫星导航定位系统。

二：GPS系统组成合各部分的作用包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。

GPS工作卫星及其星座的作用：1)提供星历和时间信息2)发射伪距和载表信息，提供其他辅助信息地面监控系统的作用：1)监测卫星是否正常工作2)跟踪计算卫星的轨道参数并发送给卫星3)保持各颗卫星时间同步GPS接收机的作用：接受GPS卫星发射的无线电信号，获得必要的信息并经数据处理完成定位工作。

三：GPS系统的特点定位精度高；观测时间段；测站间无需通视；可提供三维坐标；操作简便；全天候作业；功能多、应用广第二章坐标系统和时间系统各时间系统的应用1)恒星时：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。

恒星时在天文学中有着广泛的应用。

2）平太阳时MT：以平太阳为参考点，由平太阳的周日视运动所定义的时间系统为平太阳时系统，平太阳时与日常生活中使用的时间系统是一致的。

3）世界时UT：以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时定义为世界时UT，用于天球坐标系与地球坐标系之间的转换计算。

4）原子时：这一时间尺度被广泛用于动力学作为时间单位。

5）协调世界时：既保持时间尺度的均匀性，又能近似地反映地球自转的变化。

第三章卫星运动基础及GPS卫星星历一：人造卫星所受的作用力有地球对卫星的引力，太阳、月亮对卫星的引力，大气阻力，太阳光压，地球潮汐力等。

二体问题是忽略所有的摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称之为二体运动。

二：GPS卫星星历分为预报星历和后处理星历。

三：GPS卫星广播星历预报参数(p40)第四章GPS卫星的导航电文和卫星信号一：GPS卫星的导航电文（简称卫星电文）是用户用来定位和导航的数据基础。

GPS定位原理及应用分析

《GPS定位原理及应用》授课教案第一章绪论1。

1 GPS卫星定位技术的发展1。

1.1 早期的卫星定位技术1、无线电导航系统1）罗兰——C：工作在100KHZ,由三个地面导航台组成,导航工作区域2000KM,一般精度200-300M.2)Omega(奥米茄）:工作在十几千赫。

由八个地面导航台组成，可覆盖全球。

精度几英里。

3)多卜勒系统：利用多卜勒频移原理，通过测量其频移得到运动物参数（地速和偏流角)，推算出飞行器位置，属自备式航位推算系统。

误差随航程增加而累加。

缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高2、早期的卫星定位技术卫星三角网：以人造地球卫星作为空间观测目标，由地面观测站对其进行摄影测量，测定测站至卫星的方向，来确定地面点的位置的三角网。

卫星测距网：用激光技术测定测站至卫星的距离作为观测值的网则称为卫星测距网。

20世纪60～70年代，美国国家大地测量局在英国和德国测绘部门协助下，建立了一个共45个点的全球卫星三角网，点位精度5米。

卫星三角网的缺点：易受卫星可见条件和天气条件影响，费时费力，定位精度低。

1。

2 子午卫星导航（多普勒定位）系统及其缺陷多普勒频移：多普勒效应是为纪念Christian Doppler而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。

他认为电磁波频率在电磁源移向观察者时变高，而在波源远离观察者时变低.因此可利用频率的变化多少来确定距离的变化量。

多普勒效应的一个常被使用的例子是火车,当火车接近观察者时，其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。

同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声。

子午卫星导航系统(NNSS)：将卫星作为空间动态已知点，通过在测站上接受子午卫星发射的无线电信号，利用多普勒定位技术，进行测速、定位的卫星导航系统。

子午卫星导航系统的优点：经济快速、精度均匀、不受天气和时间的限制，且可获得测站的三维地心坐标。

子午卫星导航系统的缺点：由于卫星数量少，故不能实时定位、定位时间长、定位精度也低。

基于GPS的车辆跟踪系统设计与实现

基于GPS的车辆跟踪系统设计与实现第一章：绪论随着社会的发展和科技的进步，人们对物质生活和社会安全的需求越来越高。

车辆监控系统应运而生，成为重要的技术手段，在车辆管理、货物跟踪等方面发挥着重要的作用。

基于GPS（全球定位系统）的车辆跟踪系统具有定位精度高、实时性好、成本低等优点，因此被广泛应用在车辆管理中。

本文将介绍基于GPS的车辆跟踪系统的设计与实现，为车辆管理提供一种可靠、高效、便捷的技术手段。

第二章：综述2.1 GPS技术原理GPS是由美国政府建立的全球定位系统，利用星载高精度原子钟不断发射的微波信号与地面上的用户设备之间进行测距，从而实现定位的一种技术手段。

GPS系统主要由控制段、空间段和用户段构成，其中空间段是由一系列的卫星组成，控制段主要包括监测站和控制中心，用户段则是由接收机、计算机和显示器组成。

2.2 车辆跟踪系统应用现状目前，车辆跟踪系统已广泛应用在物流、公交、出租车、救护等领域。

在物流方面，运用该系统可以实现货物实时跟踪，提高运输效率和安全性；在公交方面，该系统可以提高车辆运营效率和路线规划，并为乘客提供准确信息；在出租车方面，该系统可以提高租车公司的管理水平，避免盗车等安全问题；在救护方面，该系统可以快速、准确的定位救护车并提供前方路况预警等服务。

第三章：系统设计3.1 系统总体设计基于GPS的车辆跟踪系统主要由以下部分组成：车载终端、服务器、客户端、数据库等。

车载终端主要负责车辆位置的获取和传输，服务器主要负责信息的储存和处理，客户端则是用户使用系统的接口。

3.2 系统硬件设计车载终端主要由GPS天线、GPS接收机、无线通信模块、微处理器、电源管理器等部分组成。

其中GPS天线负责接收GPS信号，GPS接收机将信号转化为数字信号并进行解析，无线通信模块负责信息的传输，微处理器负责控制和处理车辆位置等信息，电源管理器则保证系统能够正常工作，保护电池充电和供电安全。

3.3 系统软件设计系统软件主要由车载软件、服务器软件和客户端软件组成。

GPS 第一章绪论

参考文献:1、台军是否有能力反制“北斗”导航系统
2、北斗一号系统的工作原理
地球同步卫星与地球静止卫星
• 如果卫星运行周期与地球自转周期相等，则称为地球同步卫星。如果轨道倾角再等于零，即卫星位于赤道上空，且为圆轨道，则卫星相对地球静止，称为地球静止卫星。由于地球同步卫星大都采用i=0，因此一般将地球同步卫星理解为地球静止卫星，不再区分。 • 从地球上看，地球同步卫星就象高悬在赤道上空的不动的转播站，对广播通信特别有利。地球自转周期为24小时56分4秒，由"环绕速度表" 查出地球同步卫星高度为35,786km。三个互成 120 角的地球同步卫星即可覆盖全球，实现全球转播。
GPS原理及应用
参考书目
• 1、《卫星导航系统概论》边少锋等著，电子工业出版社。 • 2、《 GPS测量操作与数据处理》魏二虎等著，武汉大学出版社。 • 3、《GPS卫星测量原理与其应用》周忠谟等编著，测绘出版社。 • 4、《GPS原理及应用》李天文编著，科学出版社。 • 5、《 GPS 定位技术及其应用》李明峰等编著，国防工业出版社。
现代生活离不开以为卫星为代表的太空技术
（二）GPS的特点
1、服务空间范围广
GPS卫星覆盖全球范围，能够满足陆地、海洋、航空航天用户的需要。
2、功能多、精度高
能够为用户提供动态目标的三维位置、三维速度和时间信息，绝对定位能达到米级，相对定位达到厘米级的精度。
3、全天候性
GPS测量可以不受天气和昼夜变化的影响，优越于传统的测量方式
GPS、GLONASS和伽利略系统比较
卫星系统 GPS GLONASS 伽利略系统
卫星数
轨道面数轨道倾角平均高度（km）周期（h/m）卫星射电频率L1 卫星射电频率L2

GPS全球定位系统及其应用介绍地理ppt

S 测
•24颗卫星分布在6个轨道平面上
量 •卫星寿命78年
原理
•采用码分多址（CDMA）技术
与 •军民两用系统
应用
•受美国国防部控制
目录
GPS计划实施的三个阶段
• G
P
方案论证和初步设计阶段
S
从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地
测面接收机及建立地面跟踪网。
• 量全面研制和试验阶段
ＧＰＳ测量原理与应用
G
P
S
测
量原
（ Global Positioning System - GPS）
理
与
应
用
目录
第一章绪论
G
P 1.1 ＧＰＳ卫星定位技术的发展
S
测量
1.2 GPS系统组成
原
理 1.3 GPS在国民经济建设中的应用
与
应
用
目录
1.1 ＧPS卫星定位技术的发展
G １.１.１早期的卫星定位技术
理
与
1）卫星数21+3颗；
应
用
2） 6个卫星轨道面，轨道倾角55度；
3）卫星高度为20200km,卫星运行周期为11小时58分；
4）载波L1频率为1575.42MHz，L2为1227.60MHz。
目录
GPS工作卫星
G P
•在轨重量843.68kg，设计寿命七年半； •在轨时依靠太阳能电池及镉镍蓄电池供电；
原理与
从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。
应
• 用实用组网阶段

卫星导航系统与应用技术研究

卫星导航系统与应用技术研究第一章：引言作为一种以卫星为核心的导航技术，卫星导航系统已成为人类生产生活中必不可少的一部分。

近年来，卫星导航系统在民用和军事领域得到了广泛的应用和快速的发展。

本文将围绕卫星导航系统与应用技术展开探讨和研究。

第二章：卫星导航系统2.1 GPS系统GPS系统，即全球定位系统，由美国军方研发。

该系统通过利用空间中的一组卫星，向地面用户提供全球任意位置的定位、导航和时间服务。

GPS系统已成为现代社会的重要组成部分，广泛应用于民用和军事领域。

2.2 GLONASS系统GLONASS系统是俄罗斯全球导航卫星系统，由苏联时期研制。

该系统与GPS系统相似，但是在技术上更加成熟和先进。

GLONASS系统的发射卫星数量较少，但是具有更高的精度和更快的响应速度，广泛应用于俄罗斯以及周边国家和地区。

2.3 区域导航卫星系统区域导航卫星系统是指覆盖地区较小的导航卫星系统，其定位、导航和时间服务中心在地面，卫星数量较少，精度高于GPS系统。

目前国际上最有代表性的区域导航卫星系统是中国的北斗导航系统。

第三章：卫星导航技术3.1 定位技术卫星定位技术是指利用卫星测量接收器和卫星之间的信号传输时间差，计算出位置的方法。

该技术主要有：单点定位、差分定位、RTK定位和PPP定位等技术。

3.2 导航技术卫星导航技术主要用于指引人员或车辆等物品到达目的地，并提供全面的道路信息，以帮助用户制定最佳路线。

导航技术的主要方法有路径规划、实时导航和车辆跟踪等技术。

3.3 时间服务技术卫星导航系统提供的时间服务一般用于进行时间同步。

通过GPS和GLONASS系统，用户可以获得全球任何地点的精确时间服务，这对金融交易、电信通信等领域非常重要。

第四章：卫星导航应用技术4.1 航空领域在航空领域中，卫星导航系统的应用涉及到飞行导航、飞行管理和空中交通管制等方面。

通过卫星导航系统，航空器可以准确、安全地进行导航，航行路径的规划和调整等各项操作。

GPS原理与应用

第一章1，GPS卫星定位系统的组成(卫星部分地面监控部分用户接收设备部分)地面控制部分组成：主控站、跟踪站和注入站作用：监测和控制卫星运行，编算卫星星历（导航电文），保持系统时间。

主控站作用：收集各检测站的数据，编制导航电文，监控卫星状态；通过注入站将卫星星历注入卫星，向卫星发送控制指令；卫星维护与异常情况的处理。

跟踪站作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。

注入站作用：将导航电文注入GPS卫星。

用户设备部分GPS信号接收机及相关设备GPS卫星定位系统的特点1）全球、全天候连续实时导航与定位。

2）功能多、精度高，连续导航定位。

3）实时定位速度快，一秒即可完成定位。

4）抗干扰性能好，保密性强。

GPS卫星定位系统的优点：1作业灵活，操作简便。

定位精度高。

观测时间短，经济效益高。

4全天候作业，任何地点下连续作业GPS卫星定位系统的应用：军事、国防陆路交通（车辆导航、监控）、航运、航空搜索、救援遥感测量卫星定轨资源勘探通讯广播、电视电力时间传递2,时间系统在GPS卫星定位中，时间系统的重要性表现在：(1)GPS卫星作为高空观测目标，位置不断变化，在给出卫星运行位置同时，必须给出相应的瞬间时刻。

例如当要求GPS卫星的位置误差小于1cm，则相应的时刻误差应小于2.6 ⨯10-6s。

(2)准确地测定观测站至卫星的距离，必须精密地测定信号的传播时间。

若要距离误差小于1cm，则信号传播时间的测定误差应小于3 ⨯10-11s。

在GPS定位中，具有重要意义的时间系统包括恒星时、力学时和原子时三种。

恒星时——以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所确定的时间称为恒星时国际原子时——不同的地方原子时之间存在差异，为此，国际上大约100座原子钟，通过相互比对，经数据处理推算出统一的原子时系统，称为国际原子时力学时——在天文学中，天体的星历是根据天体动力学理论建立的运动方程而编算的，其中所采用的独立变量是时间参数T，这个数学变量T定义为力学时原子时A TI：原子时的秒长被定义为铯原子C133s 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。

北斗卫星导航系统三大功能快速定位

天文导航系统
天文导航系统是以天空中的星体作为导航台，星光作为导航信号的测角定位系统。由于星体距离飞行器非常遥远，使得该系统很小的测角误差就会带来非常大的定位误差。为保证一定的定位精度，对设备的要求非常苛刻。但由于其覆盖的工作区域非常广阔，天文导航在宇宙飞行器定位方面具有较大的优越性。天文导航系统虽然覆盖的工作区域很大，但定位精度不高，且可见光的传播受气象影响。
1973年12月，美国国防部批准研制GPS。 1978年2月22日，第1颗GPS试验卫星发射成功。 1989年2月14日，第1颗GPS工作卫星发射成功。 1991年，在海湾战争中，GPS首次大规模用于实战。
1992年，IGS成立。（International GPS
Service，国际GPS服务机构）
边长受到限制
观测难度大效率低：无用的中间过渡点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
受系统误差影响大，如地球旁折光难以确定地心坐标
1.2.3 GPS的发展概况
1957年10月4日第一颗人造卫星 Sputnik I
发射成功。 1958年12月开始设计 NNSS– TRANSIT，即子
止实施SA。
1.3 其它卫星导航系统
GLONASS（俄）
Galileo（欧）
北斗导航系统（中）
1.3.1 GLONASS简介
全球轨道导航卫星系统是前苏联研制建立的， 1978年开始研制，1982年10月开始发射导航卫星。自1982年至1987年，共发射了27颗GLONASS试验卫星。它由24颗卫星组成卫星星（21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星），均匀地分布在3个轨道平面内。卫星高度为19100km，轨道倾角64.8，卫星的运行周期为 11时15分。GLONASS卫星的这种空间配置，保证地球上任何地点、任何时刻均至少可以同时观测5颗卫星。

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卫星定位导航原理与应用知到章节测试答案智慧树2023年最新鲁东大学第一章测试1.第一个建立的国家或者地区参考答案:美国2.GPS主要由那几部分组成（多选）？参考答案:主控站部分;用户部分;地面监控部分;星座部分3.北斗导航系统的英文缩写是什么参考答案:BDS4.北斗导航系统于哪一年发射升空参考答案:20005.哪一个不是目前的导航系统参考答案:子午第二章测试1.天球坐标系的原点和各坐标轴的指向是参考答案:保持不变的2.北京54和西安80坐标系是参考答案:参心坐标系3.GPS时间系统是属于参考答案:原子时4.下列哪些是我国采用过或者正在采用的坐标系统参考答案:2000国家大地坐标系;北京54;西安805.当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运动时，黄道与天球赤道的交点r,称为春分点。

参考答案:对第三章测试1.下列哪个开普勒轨道参数是一直变化的参考答案:真近点角2.GPS导航电文包括参考答案:遥测码;数据块;转换码3.载波相位测量一般有两个载波参考答案:对4.下列哪个不属于GPS的测距码参考答案:转换码;遥测码5.描述卫星运动的开普勒轨道参数是一组固定的参数。

参考答案:错第四章测试1.在同样的测量精度要求下，一般来说GPS利用绝对定位进行测量的速度比相对定位慢参考答案:对2.卫星分布的精度因子有哪些。

钟差精度因子;三维位置精度因子;垂直分量精度因子;水平分量精度因子3.GPS相对定位包括静态相对定位和动态将对定位。

参考答案:对4.测站间求单差的虚拟观测模型具有哪些优点参考答案:削弱对流层折射误差的影响;消除卫星钟差的影响;削弱电离层折射误差的影响5.单差是不同测站间，不同步观测相同卫星所得的观测值之差。

参考答案:错第五章测试1.卫星部分的误差由那几部分构成相对论效应;卫星钟误差;星历误差2.下列哪个不属于信号接收部分的误差参考答案:多路径效应3.对GPS测量影响的其它误差还有什么参考答案:地球潮汐;负荷潮;地球自转的影响4.GPS的误差都有哪些。