GNSS
GNSS概述
——定义、系统组成、性能指标一、GNSS定义二、GNSS系统组成三、GNSS性能指标卫星导航定位系统是以人造地球卫星作为导航台的星基无线电导航系统,为全球陆、海、空、天的各类军民载体提供全天候的、高精度的位置、速度和时间信息。
也称为天基定位、导航和授时(PNT)系统。
全球导航卫星系统简称是GNSS(Global Navigation Satellite System )。
GNSS是泛指所有的卫星导航系统,包括(1)全球的。
如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统.(2)区域的。
日本的准天顶卫星系统(QZSS),印度区域导航卫星系统(IRNSS)。
(3)相关的增强系统。
如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等。
GPS 31颗在轨工作全球可用GLONASS 28颗在轨运行,其中5颗处于测试或维修状态全球可用GALILEO 计划30颗,发射10颗试验阶段BeiDou/COMPASS 计划35颗,已发射22颗区域可用。
以上数据截止2016年4月22日卫星导航系统主要由三部分组成:◦空间段:在空中绕地球飞行的人造卫星群◦地面测控段:主控站、监控站、注入站等◦用户段:用户导航终端,导航接收机等GNSS系统组成维持非常精密的时间基准,通常载有多个原子钟;知道自己的正确轨道和位置,以提供导航的空间基准; 连续不断地在多个频段上向用户发射信号;接收并存储由地面监控部分发来的导航信息; 接收并执行从地面监控部分发射的控制指令; 可以通过推进器调整自身的运行姿态;卫星之间可能会有星间链路。
核心功能辅助功能❝卫星轨道:MEO、GEO、IGSO❝卫星组成:无线电收发装置、原子钟、计算机、太阳能板、推进系统。
❝卫星的区分:CDMA、FDMA等。
GPS、Galileo、BDS采用CDMA;GLONASS采用FDMA。
gnss基础知识
GNSS基础知识一、什么是GNSS1.1 GNSS的定义全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是一种通过星间测量技术提供全球定位、导航和定时服务的系统。
它由一组在轨道上运行的卫星、地面控制站和用户接收设备组成。
1.2 GNSS的分类•美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)•俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)•欧洲的伽利略系统(Galileo)•中国的北斗导航系统(Beidou)•日本的QZSS系统二、GNSS的原理2.1 GNSS的组成GNSS系统由卫星、地面控制站和用户接收设备组成。
卫星通过无线信号发送时间和位置信息,地面控制站负责监控卫星状态并发送指令进行控制,用户接收设备则接收卫星信号,计算出自身的位置。
2.2 GNSS的工作原理1.卫星发射信号卫星通过发射无线信号,在信号中包含了时间和位置等信息。
2.接收器接收信号用户接收设备接收卫星发射的信号,并通过天线将信号转换为电信号。
3.信号处理接收器对接收到的信号进行放大、滤波等处理,使其符合处理器的要求。
4.计算位置接收器利用接收到的卫星信号和已知卫星位置信息,通过三角定位或测距等算法计算出用户的位置。
5.位置显示计算出用户位置后,可以通过显示屏或连接其他设备显示出位置信息。
三、GNSS的应用3.1 导航GNSS最主要的应用是导航,通过定位和计算导航信息,使用户能够准确地知道自己的位置,并根据导航系统给出的路线规划来实现导航。
3.2 测量和测绘GNSS可以用于测量和测绘领域,利用卫星信号可以测量出地球上的点的经度、纬度和高度等信息,并通过测绘软件来绘制地图和进行测绘分析。
3.3 公共安全GNSS在公共安全领域也有广泛的应用。
例如,通过监控卫星信号,可以追踪并救助山区迷路的人员;在紧急情况下,通过定位也可及时调度应急救援资源。
3.4 农业GNSS在农业领域也有很多应用。
GNSS概述
——定义、系统组成、性能指标一、GNSS定义二、GNSS系统组成三、GNSS性能指标卫星导航定位系统是以人造地球卫星作为导航台的星基无线电导航系统,为全球陆、海、空、天的各类军民载体提供全天候的、高精度的位置、速度和时间信息。
也称为天基定位、导航和授时(PNT)系统。
全球导航卫星系统简称是GNSS(Global Navigation Satellite System )。
GNSS是泛指所有的卫星导航系统,包括(1)全球的。
如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统.(2)区域的。
日本的准天顶卫星系统(QZSS),印度区域导航卫星系统(IRNSS)。
(3)相关的增强系统。
如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等。
GPS 31颗在轨工作全球可用GLONASS 28颗在轨运行,其中5颗处于测试或维修状态全球可用GALILEO 计划30颗,发射10颗试验阶段BeiDou/COMPASS 计划35颗,已发射22颗区域可用。
以上数据截止2016年4月22日卫星导航系统主要由三部分组成:◦空间段:在空中绕地球飞行的人造卫星群◦地面测控段:主控站、监控站、注入站等◦用户段:用户导航终端,导航接收机等GNSS系统组成维持非常精密的时间基准,通常载有多个原子钟;知道自己的正确轨道和位置,以提供导航的空间基准; 连续不断地在多个频段上向用户发射信号;接收并存储由地面监控部分发来的导航信息; 接收并执行从地面监控部分发射的控制指令; 可以通过推进器调整自身的运行姿态;卫星之间可能会有星间链路。
核心功能辅助功能❝卫星轨道:MEO、GEO、IGSO❝卫星组成:无线电收发装置、原子钟、计算机、太阳能板、推进系统。
❝卫星的区分:CDMA、FDMA等。
GPS、Galileo、BDS采用CDMA;GLONASS采用FDMA。
gnss基站校准原理
gnss基站校准原理摘要:一、GNSS 基站概述1.GNSS 系统的组成2.GNSS 基站在定位导航中的作用二、GNSS 基站校准原理1.校准的目的与意义2.校准的基本流程3.校准方法与技术三、GNSS 基站校准应用1.在定位导航中的应用2.在其他领域的应用四、我国GNSS 基站校准发展现状及展望1.我国GNSS 基站校准的进展2.面临的挑战与机遇3.未来发展趋势正文:GNSS 基站校准原理及应用详解一、GNSS 基站概述全球导航卫星系统(GNSS)是一种提供全球范围内定位、导航和授时服务的系统。
它由美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略卫星导航系统和中国北斗卫星导航系统等多个卫星导航系统组成。
GNSS 基站作为地面接收设备,对于提高定位精度、增强系统性能具有关键作用。
二、GNSS 基站校准原理1.校准的目的与意义GNSS 基站校准的主要目的是消除卫星信号传播过程中的误差,提高定位精度。
通过对GNSS 基站进行校准,可以降低系统误差,提高数据处理效率,为各类应用提供更为精确的定位服务。
2.校准的基本流程GNSS 基站校准的基本流程包括:准备工作、数据采集、数据处理和校准结果评估。
其中,准备工作包括设备检查和场地选择;数据采集主要采用静态和动态测量方法;数据处理是对采集到的数据进行去噪、解算等处理;校准结果评估是对处理后的结果进行分析,判断校准效果。
3.校准方法与技术GNSS 基站校准方法主要包括绝对校准和相对校准。
绝对校准是通过测量已知坐标值的基准点,求解基站坐标;相对校准是通过测量相邻基站之间的坐标差,求解基站坐标。
目前,常用的校准技术有最小二乘法、加权最小二乘法和卡尔曼滤波法等。
三、GNSS 基站校准应用1.在定位导航中的应用GNSS 基站校准后,可以提高定位导航服务的精度,为交通、气象、地震等领域的应用提供更为精确的数据支持。
2.在其他领域的应用除了定位导航外,GNSS 基站校准还在地球物理、地质勘探、航空航天、海洋监测等领域发挥着重要作用。
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
三、GNSS之欧盟(Galileo)
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。一位军事专家形象 地比喻说,GPS系统,只能找到街道,而“伽 利略”则可找到家门。
• 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
三、GNSS之欧盟(Galileo)
b
a
f
四、GNSS未来的发展趋势
当有一方卫星数据小于 解算必要条件时(如公 共卫星<5),这一方的 数据即不可用。 同时接收各卫星系统数 据并联合解算;当各卫 星系统的卫星总数满足 解算的必要条件时,即 可计算。
例如: 公共卫星数 3GPS+3GLONASS= 无法解算
例如: 公共卫星数 3GPS+2GLONASS =固定解
六、GNSS在测绘行业中的应用
1.各种等级的大地测量 2.控制测量 3.道路和各种线路放样 4.地籍测量 5.水下地形测量 6.遥感 7.实时全天候地壳形变测量, 大坝和大型建筑物变形监测
六、GNSS在测绘行业中的应用 优势
测量精度高 操作简便,仪器体积小,便于携带 全天候操作 观测点之间无需通视 测量结果统一
二、四大GNSS
GPS
GLONASS
Galileo
北 斗BDS
二、四大GNSS
美国建立GPS
俄罗斯建立GLONASS
欧盟启动Galileo
中国研发北斗导航系统
三、GNSS之美国GPS
• 数量:由24颗卫星组成
• 轨道:高度20200公里
• 轨道倾角:55°
• 精度约为10米,军民两用
• 由空间部分、地面控制系 统、用户设备部分三部分 构成 • 采用CDMA(码分多址) 方式 • WGS-84大地坐标系
gnss原理
gnss原理GNSS原理。
GNSS(全球导航卫星系统)是一种利用卫星信号来确定地面接收机位置的技术。
它是由一系列卫星组成的系统,这些卫星围绕地球轨道运行,向地面发送信号,接收机通过这些信号来确定自己的位置。
GNSS系统包括全球定位系统(GPS)、伽利略系统、格洛纳斯系统和北斗系统等。
本文将介绍GNSS的原理和工作方式。
首先,GNSS的原理是基于三角测量的原理。
接收机通过接收来自至少三颗卫星的信号,并测量信号的传播时间来确定卫星和接收机之间的距离。
通过至少三颗卫星的距离测量,接收机就能确定自己在三维空间中的位置。
如果接收来自四颗卫星的信号,接收机还可以确定自己的海拔高度。
其次,GNSS的工作方式是通过卫星发射信号,接收机接收这些信号并进行处理来确定位置。
卫星发射的信号包括卫星的位置和时间信息,接收机通过测量信号的传播时间来计算距离。
接收机还需要知道卫星的位置和时间信息,这些信息通常由卫星发射的导航消息来提供。
接收机通过测量至少三颗卫星的信号来确定自己的位置,这个过程称为定位。
此外,GNSS系统还包括地面控制段。
地面控制段负责监控卫星的运行状态、校正卫星钟差、维护卫星轨道参数等工作。
地面控制段还负责向卫星发送导航消息,这些消息包括卫星的位置、时间信息和健康状态等。
接收机通过接收这些导航消息来确定卫星的位置和时间信息,从而计算自己的位置。
最后,GNSS系统的精度受到多种因素的影响。
卫星的位置精度、钟差精度、大气延迟、多路径效应等因素都会影响定位精度。
此外,接收机的性能、天线的性能、信号处理算法等也会影响定位精度。
因此,在实际应用中,需要综合考虑这些因素来提高定位精度。
总之,GNSS是一种利用卫星信号来确定地面接收机位置的技术,其原理是基于三角测量的原理,工作方式是通过接收卫星信号来确定位置,系统包括卫星、接收机和地面控制段,定位精度受到多种因素的影响。
随着技术的发展,GNSS在航空、航海、车载导航、精准农业等领域得到了广泛应用,对人们的生活和工作产生了积极的影响。
gnss接收机
GNSS接收机什么是GNSS接收机GNSS(全球导航卫星系统)接收机是一种能够接收和解码卫星导航信号的设备。
GNSS系统包括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)和其他一些区域性卫星导航系统。
GNSS接收机能够通过接收卫星发出的信号,计算出自身的位置、速度和时间等信息。
GNSS接收机的工作原理GNSS接收机的工作原理主要包括四个步骤:接收、跟踪、解码和处理。
1.接收:接收机通过天线接收卫星发出的微弱无线电信号。
接收机的天线应该放置在开阔的空旷地带,以确保接收到尽可能多的卫星信号。
2.跟踪:接收机会对接收到的信号进行频率和相位的跟踪。
频率跟踪是指接收机根据接收到的信号的频率变化来估计接收机和卫星之间的相对速度;相位跟踪是指接收机根据接收到的信号的相位变化来估计接收机和卫星之间的距离。
3.解码:跟踪后,接收机会对信号进行解码,提取出包含在信号中的导航信息。
解码后的信息包括卫星的位置、时间和导航消息等。
4.处理:接收机将解码后的信号进行处理,计算出自身的位置、速度和时间等信息。
处理后的信息可以通过接口输出,供其他设备或应用程序使用。
GNSS接收机的应用GNSS接收机在现代导航和定位应用中发挥着重要的作用。
以下是一些常见的应用领域:1. 交通导航GNSS接收机被广泛应用于交通导航系统中。
通过将GNSS接收机与地图数据结合,可以准确地确定车辆的位置,并提供具体的导航指引。
2. 海洋测量和勘探海洋测量和勘探需要对海洋中的船只和设备进行定位。
GNSS接收机的高精度定位能力,使得海洋测量和勘探工作更加高效准确。
3. 农业和精准农业在农业领域,GNSS接收机被用于确定农田的边界、做图和土壤含水量等信息。
通过精确的定位数据,农民可以更有效地管理土地和作物,提高农业生产效率。
4. 精密工程测量与建筑在建筑和工程领域,GNSS接收机被用于土地测量、建筑物的布局和监测等任务。
gnss测绘 概念
gnss测绘概念
GNSS测绘概念
GNSS测绘是一种利用全球导航卫星系统(GNSS)技术进行地理空间数据采
集和测量的方法。
GNSS由一组卫星系统组成,包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗系统以及欧洲的伽利略系统等。
GNSS测绘利用卫星信号进行位置定位和测量,通过接收来自不同卫星的信号,计算接收器与卫星之间的距离并利用三角测量原理得到准确的位置信息。
这种测绘方法可以在任何时间、任何地点进行,具有高精度和全球覆盖的特点。
GNSS测绘在许多领域都有广泛的应用。
在土地测绘方面,它可以用于绘制地图、测量地表的高程和形状、划定土地边界等。
在建筑和工程领域,GNSS测绘可
用于建筑物和基础设施的定位和测量。
此外,GNSS测绘还在农业、气象、航海、
交通运输等方面有重要的应用价值。
随着GNSS技术的不断发展,GNSS测绘的精度和可靠性也得到提高。
自动化
测量、多频技术和增强定位技术的引入,使得GNSS测绘能够实现更高精度和更
复杂的测量任务。
当然,在实际应用中,需要注意周围环境对GNSS信号的影响,如高楼和植被等可能影响信号接收的因素。
总结而言,GNSS测绘是一种通过利用全球导航卫星系统进行地理空间数据采
集和测量的方法。
它具有高精度、全球覆盖和多领域应用的优势。
随着技术的发展,GNSS测绘在地理信息领域的应用前景非常广阔,并将继续为各行各业提供更精确
的位置定位和测量数据。
第一讲GNSS定位的基本原理
第一讲GNSS定位的基本原理GNSS(全球导航卫星系统)定位是一种基于卫星信号的定位技术,通过接收来自多颗卫星的信号,计算出接收器的位置、速度和时间等信息。
本文将介绍GNSS定位的基本原理。
GNSS定位系统由多颗卫星组成,包括全球定位系统(GPS)和伽利略卫星导航系统等。
这些卫星分布在不同的轨道上,提供全球范围的覆盖。
GNSS定位系统通过接收来自多颗卫星的信号,并计算信号的传播时间和位置,从而确定接收器的位置。
GNSS定位的基本原理包括以下几个方面:1.三角测量原理:GNSS定位利用了三角测量原理,即通过测量多颗卫星信号的传播时间差来确定接收器的位置。
当接收器接收到至少四颗卫星的信号时,可以通过计算信号传播时间差来确定接收器的三维位置。
这是因为信号在空间中以光速传播,因此信号的传播时间差可以转化为距离差,从而确定位置。
2.卫星轨道精确测量:GNSS定位系统需要准确地测量卫星的轨道参数,包括卫星位置、速度和时间等。
这些参数通过卫星导航系统中的精密测量设备和测量技术来获取。
定位系统通过接收卫星信号,并计算信号传播时间差和轨道参数来确定接收器的位置。
3.信号传播延迟校正:卫星信号在传播过程中会遇到大气和电离层等影响,导致信号传播时间的延迟。
为了准确确定接收器的位置,GNSS定位系统需要进行信号传播延迟的校正。
这通过接收多颗卫星的信号,并使用大气和电离层模型来估计和校正信号传播延迟。
4. 定位解算算法:GNSS定位系统通过使用数学模型和计算算法来确定接收器的位置。
常用的算法包括最小二乘法和Kalman滤波算法等。
这些算法通过计算多颗卫星信号的传播时间差、轨道参数和信号传播延迟来解算接收器的位置。
总之,GNSS定位是一种基于卫星信号的定位技术,通过接收多颗卫星的信号,并计算信号的传播时间差、轨道参数和信号传播延迟等信息,来确定接收器的位置。
这种定位技术在交通导航、军事应用、地质勘探和航空航天等领域具有广泛的应用前景。
gnss技术指标
gnss技术指标摘要:1.GNSS 技术简介2.GNSS 技术指标分类3.主要GNSS 技术指标详解3.1 精度3.2 灵敏度3.3 信噪比3.4 接收机通道数3.5 抗干扰能力3.6 功耗4.GNSS 技术指标的应用和影响正文:【1.GNSS 技术简介】全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)是一种利用卫星信号进行定位、导航和授时的技术。
目前,全球主要有四大GNSS 系统,分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略和我国的北斗导航系统。
这些系统为全球用户提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。
【2.GNSS 技术指标分类】GNSS 技术指标主要分为以下几类:精度、灵敏度、信噪比、接收机通道数、抗干扰能力和功耗。
这些指标是衡量GNSS 设备性能的重要参数,对于选择和使用GNSS 设备具有重要参考价值。
【3.主要GNSS 技术指标详解】【3.1 精度】精度是指GNSS 设备测量结果与真实值之间的偏差。
精度越高,说明设备测量结果越接近真实值。
GNSS 技术的精度包括定位精度、测速精度和授时精度。
【3.2 灵敏度】灵敏度是指GNSS 设备接收卫星信号的能力,通常用信号强度表示。
灵敏度越高,设备能接收到更微弱的信号,从而在恶劣环境下仍能保持较好的定位效果。
【3.3 信噪比】信噪比是指信号强度与噪声强度之间的比值,用分贝(dB)表示。
信噪比越高,说明信号质量越好,抗干扰能力越强。
【3.4 接收机通道数】接收机通道数是指GNSS 设备能同时接收的卫星信号通道数量。
通道数越多,设备可以同时接收更多卫星信号,从而提高定位精度和抗干扰能力。
【3.5 抗干扰能力】抗干扰能力是指GNSS 设备在强电磁干扰环境下仍能保持正常工作的能力。
抗干扰能力越强,设备在复杂环境下的稳定性和可靠性越高。
【3.6 功耗】功耗是指GNSS 设备运行时消耗的电能。
gnss概念
gnss概念GNSS概念及相关内容1. 什么是GNSS?•GNSS,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)的缩写。
•是一种基于卫星信号的全球定位系统,能够提供全球范围内的位置、导航和定时服务。
2. GNSS的工作原理•GNSS利用地球上的多颗卫星发射无线信号,接收器接收和处理这些信号来确定位置。
•接收器同时接收多颗卫星的信号,通过计算信号传播时间和卫星位置,得出定位结果。
3. GNSS系统分类GPS(Global Positioning System)•GPS是最早和最知名的GNSS系统,由美国国防部开发和管理。
•GPS系统由24颗卫星组成,提供高精度的全球定位和导航服务。
GLONASS•GLONASS是俄罗斯开发和管理的GNSS系统。
•GLONASS系统由24颗卫星组成,可以与GPS互补,提供更好的定位服务。
Galileo•Galileo是欧盟独立开发的GNSS系统,旨在降低欧洲对GPS和GLONASS的依赖。
•Galileo系统由30颗卫星组成,提供更高的精确度和可靠性。
区域性GNSS系统•除了全球性的GNSS系统外,还存在区域性的GNSS系统,如中国的北斗导航系统。
4. GNSS应用领域•交通运输:航空、航海、车辆导航等。
•土地测绘:地理信息系统、地形测量等。
•农林渔业:农作物种植、渔业资源管理等。
•大气科学:气象预报、大气污染监测等。
•科研领域:地质勘探、地震监测等。
5. GNSS的优势和挑战优势•全球范围覆盖,可提供全天候、全天时的导航和定位服务。
•高精度的定位和导航能力,满足不同领域的需求。
•支持多样化的应用,应用领域广泛。
挑战•在城市峡谷、森林密集等复杂环境下,信号容易受到干扰和遮挡。
•接收器需要具备较高的技术要求和复杂的信号处理能力。
•不同GNSS系统间存在兼容性和互操作性的问题。
以上是对GNSS概念及相关内容的简述,希望能帮助您理解GNSS的基本知识。
GNSS测量原理
GNSS测量原理GNSS是全球导航卫星系统的缩写,它是通过卫星信号实现测量和定位的一种技术。
目前最常用的GNSS系统是GPS(全球定位系统),其他几个类似的系统还包括GLONASS(俄罗斯)、Galileo(欧盟)和BeiDou (中国)。
这些系统由多颗地球轨道卫星和地面控制站组成,通过发送电磁信号和接收器进行测量。
1.信号传播:卫星发射射频信号以及导航消息。
这些信号通过大气层传播到地面接收器。
然而,由于大气层的影响,信号的传播速度可能会有微小的变化。
2.接收器接收:地面接收器通过天线接收到射频信号,并将其转换为电信号。
然后,该信号被送入接收器的硬件中进行后续处理。
3.信号处理:接收器硬件将电信号转换为数字信号,并对其进行滤波和放大处理。
然后,它通过解调和解码过程从数字信号中提取出导航消息和伪随机码(PRN码)。
4.测量伪距:接收器使用伪随机码与接收到的导航消息进行比较,从而估计卫星和接收器之间的传播时间差(即伪距)。
根据电磁波在真空中的传输速度,我们可以将传播时间差转换为距离。
5.定位解算:接收器通过与多个卫星的伪距测量值进行比较来计算接收器的位置。
这个过程涉及到解算一个超定方程组,其中未知数是接收器的三维空间坐标和接收器钟差。
钟差是由于接收器和卫星之间的时间差而引起的,因为接收器的晶振不可能与卫星上的原子钟完全保持同步。
6.定位精度优化:为了提高定位精度,测量结果需要校正一些误差源,比如大气延迟、钟差和多径效应。
大气延迟是由于电磁波在大气层中的传播而引起的,而钟差可以通过与更精确的时间源进行校准来减小。
综上所述,GNSS是一种通过测量卫星信号的传播时间和距离来确定接收器位置的技术。
它基于通过卫星发送的信号以及接收器上的处理和解算过程。
GNSS测量原理的关键在于估计卫星和接收器之间的信号传播时间差,并通过解算超定方程组来计算接收器的位置。
然后,通过对错误源进行校正,可以提高定位精度。
这种测量原理在许多应用中广泛应用,如导航、地理测量和地震监测等。
gnss原理
gnss原理GNSS(全球导航卫星系统)原理一、什么是GNSS(全球导航卫星系统)?GNSS是一种包含GPS(全球定位系统)、GLONASS(俄罗斯全球定位系统)、BeiDou(中国北斗卫星系统)等多种卫星导航系统的总称。
它是一种以大地测量(Geodetic)为基础且可以提供全天候、全球覆盖的定位信息的系统。
二、 GNSS的原理GNSS的原理是通过地球上的大量卫星来进行精确定位,它们能够产生广泛的信号,这些信号由GNSS接收机来接收并处理。
1、卫星信号每一颗GNSS卫星都会向地球发射高度准确的脉冲信号,这些信号可以传播出数百公里。
在GNSS接收机上,信号被按照卫星和时间戳(time stamp) 的原则进行测量,这就确定了GNSS接收机的绝对位置。
2、定位计算当GNSS接收机得到足够多的卫星信号之后,它就可以进行定位计算,它的定位计算实现了用多四颗以上的GNSS卫星进行三维定位。
3、位置更新GNSS接收机能够持续不断地从GNSS卫星接收信号。
它会通过计算来不断更新接收机的位置,从而实现了实时的、精确的定位功能。
三、 GNSS的应用1、GIS(地理信息系统)GIS是一种基于地图的信息系统,正是借助GNSS卫星定位而变得更加广泛,它可以帮助信息收集者收集、处理和展示地理空间中的数据。
2、航海GNSS可以精确计算船舶的位置和速度,对航海安全有重要作用。
3、测量基于GNSS的定位技术可以用于测量,准确定位和量化遥感数据是测量的重要组成部分,而这些正是GNSS技术所能提供的。
4、自动驾驶自动驾驶的发展,是借助定位技术才可能实现的。
GNSS技术能够提供车辆所在位置的精确度,从而为自动驾驶提供了基础支持。
5、智能手机GNSS技术也用于智能手机,用户可通过智能手机获取自己的位置信息,同时也可以获得其他用户的位置信息,从而能够实现社交的需求。
四、 GNSS的特点1、精确性GNSS的定位精度非常高,有时可达到小于或者等于1米的水平,能够实现一元一米的高精度目标实现。
建筑工程测量:GNSS简介
4.GNSS RTK动态测量
➢适用范围: ① 数字化测图 ② 施工放样 ③ 土方测量 ④ 精细农业
5.小结
GNSS是全球卫星定位系统的简称,主要包括美国、俄罗斯、中国、 欧盟等国家的系统,由于其具有工作效率高、不受天气状况影响等优 点,已经广泛应用于控制测量、地形图测绘、施工放样等测绘领域, 将成为未来最常用的测绘手段之一。
俄罗斯——格洛纳斯GLONASS
中国——北斗
1.GNSS的定义:
GNSS的全称是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System),它是泛指所有的全球卫星导航系统以及区域和增强系统, 它利用包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO、中国的 北斗卫星导航系统,美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧 洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等 卫星导航系统中的一个或多个系统进行导航定位。
② 建立各种加密控制网,如城市测量、图根点测量、道路测量、勘界 测量等。
③ 用于中小城市、城镇以及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘 测、建筑施工等的控制测量等的GNSS测量,应满足D、E级GNSS测量 的精度要求。
4.GNSS RTK动态测量
➢定义:实时动态测量(Real time kinematic),简称RTK。RTK技术 是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态 差分定位技术,包括基准站和移动站,基准站将其数据通过电台或网 络传给移动站后,移动站进行差分解算,便能够实时地提供测站点在 指定坐标系中的坐标。
2.GNSS定位的优点
➢定位精度高 ➢观测时间短 ➢测站间无须通视 ➢可提供三维坐标 ➢操作简便 ➢全天候作业 ➢功能多、应用广 ➢免费
详解测绘技术中的GNSS定位原理
详解测绘技术中的GNSS定位原理
GNSS(全球导航卫星系统)是一种基于卫星定位技术的测绘技术,通
过利用地球上的多颗卫星提供的信号来确定接收器的位置。
GNSS定位原
理基于三个主要的原理:三角测量、信号传播时间和接收器钟差校正。
其次,信号传播时间也是GNSS定位原理的重要原理。
当信号从卫星
发送到接收器时,会经过大气层,这会造成信号传播时间的延迟。
由于信
号传播速度是已知的,通过测量接收到信号的时间,可以计算出信号的传
播距离。
然后,结合三角测量原理,可以得到接收器相对于卫星的距离。
最后,接收器钟差校正也是GNSS定位原理的一部分。
接收器的时钟
会存在一定的误差,并且会对信号传播时间和距离测量结果产生影响。
为
了解决这个问题,GNSS系统中的卫星会定期发送时间信号,并且接收器
会使用这个时间信号来校正自己的时钟误差。
时钟校正可以让接收器在测
量距离和时间时更加准确。
总结起来,GNSS定位原理通过利用三角测量、信号传播时间和接收
器钟差校正来确定接收器的位置。
通过测量接收器与多颗卫星之间的距离,并结合已知的卫星位置和时钟校正,可以计算出接收器的精确位置。
这种
定位技术在测绘领域得到了广泛应用,可以提供高精度的地理数据,用于
地图制作、地理信息系统和导航等方面。
第2章GNSS概述
——定义、系统组成、性能指标一、GNSS定义二、GNSS系统组成三、GNSS性能指标卫星导航定位系统是以人造地球卫星作为导航台的星基无线电导航系统,为全球陆、海、空、天的各类军民载体提供全天候的、高精度的位置、速度和时间信息。
也称为天基定位、导航和授时(PNT)系统。
全球导航卫星系统简称是GNSS(Global Navigation Satellite System )。
GNSS是泛指所有的卫星导航系统,包括(1)全球的。
如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统.(2)区域的。
日本的准天顶卫星系统(QZSS),印度区域导航卫星系统(IRNSS)。
(3)相关的增强系统。
如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等。
GPS 31颗在轨工作全球可用GLONASS 28颗在轨运行,其中5颗处于测试或维修状态全球可用GALILEO 计划30颗,发射10颗试验阶段BeiDou/COMPASS 计划35颗,已发射22颗区域可用。
以上数据截止2016年4月22日卫星导航系统主要由三部分组成:◦空间段:在空中绕地球飞行的人造卫星群◦地面测控段:主控站、监控站、注入站等◦用户段:用户导航终端,导航接收机等GNSS系统组成维持非常精密的时间基准,通常载有多个原子钟;知道自己的正确轨道和位置,以提供导航的空间基准; 连续不断地在多个频段上向用户发射信号;接收并存储由地面监控部分发来的导航信息; 接收并执行从地面监控部分发射的控制指令; 可以通过推进器调整自身的运行姿态;卫星之间可能会有星间链路。
核心功能辅助功能❝卫星轨道:MEO、GEO、IGSO❝卫星组成:无线电收发装置、原子钟、计算机、太阳能板、推进系统。
❝卫星的区分:CDMA、FDMA等。
GPS、Galileo、BDS采用CDMA;GLONASS采用FDMA。
gnss的应用及原理
GNSS的应用及原理1. 什么是GNSS?GNSS全称为全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System),它是利用一组由地球轨道上的卫星组成的网络来确定全球任意位置的一种技术。
常见的GNSS系统包括美国的GPS(Global Positioning System),俄罗斯的GLONASS (Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema),欧盟的Galileo,以及中国的北斗卫星导航系统。
2. GNSS的应用领域GNSS技术在各个领域都有广泛的应用。
2.1 汽车导航GNSS系统可以配合地图数据,在汽车导航系统中提供准确的定位和导航服务。
在城市内部,它可以帮助导航系统为司机提供最佳的路线规划,避开交通拥堵。
在郊区和农村地区,它可以帮助司机准确找到目的地,避免迷路。
2.2 船舶和航空导航GNSS技术在船舶和航空领域也有重要的应用。
船只可以通过GNSS系统确定自己的位置,规划航线,并进行航行导航。
航空器也可以通过GNSS系统确定自己的位置,确保飞行安全,并进行精确的航线规划。
2.3 科学研究GNSS技术在科学研究中起着重要的作用。
科学家可以利用GNSS系统来研究地质活动、地壳运动和地球形状的变化。
通过监测卫星信号的变化,科学家可以研究地球的动态性质,并进行相关的科学研究。
2.4 天气预报GNSS系统还可以用于天气预报。
通过接收卫星信号,气象学家可以确定不同位置的气象条件,以便制作准确的天气预报。
这对于农民、水果种植者和其他从事室外工作的人来说都非常重要,因为他们可以根据天气预报来做出合理的决策。
3. GNSS的原理GNSS系统是通过三个基本原理来工作的。
3.1 多个卫星GNSS系统依赖于地球上的多个卫星。
这些卫星分布在地球轨道上,并向地面发射信号。
GNSS接收器通过接收这些卫星发射的信号,并利用信号间的时间延迟来计算接收器与卫星之间的距离。
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中国科技期刊数据库 工业C2015年29期 331GNSS 控制网起算点的选择及分析周宏新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院,新疆 昌吉 831100摘要:GNSS 网起算点的兼容性及其分布对平差结果有较大的影响。
通过选择起算点的分布方式,采用平面四参数坐标转换法对起算点进行精度分析,剔除粗差点后进行约束平差,可有效提高GNSS 控制网的精度。
关键词:GNSS 控制网;起算点;选择分析 中图分类号:P228.4 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)29-0331-031 GNSS 控制系统概述GNSS 系统--GNSS 是GlobalNavigationSatelliteSystem 的缩写。
很长时间以来,它有两个译名:全球卫星导航系统和全球导航卫星系统。
早在20世纪90年代中期开始,欧盟为了打破美国在卫星定位、导航、授时市场中的垄断地位,获取巨大的市场利益,增加欧洲人的就业机会,一直在致力于一个雄心勃勃的民用全球导航卫星系统计划,称之为GlobalNavigationSatelliteSystem 。
该计划分两步实施:第一步是建立一个综合利用美国的GPS 系统和俄罗斯的GLONASS 系统的第一代全球导航卫星系统(当时称为GNSS-1,即后来建成的EGNOS );第二步是建立一个完全独立于美国的GPS 系统和俄罗斯的GLONASS 系统之外的第二代全球导航卫星系统,即正在建设中的Galileo 卫星导航定位系统。
由此可见,GNSS 从一问世起,就不是一个单一星座系统,而是一个包括GPS 、GLONASS 等在内的综合星座系统。
近年来,GPS 接收机制造厂商纷纷推出高性能GNSS 接收机。
如PENTAX 的Smart78/88、Smart8800,后者更是可以升级到72通道,成为真正意义上的GNSS 接收机。
综上所述,GNSS 的中文译名应为全球导航卫星系统。
起卫星定位导航系统,人们就会想到GPS ,但是现在,伴随着众多卫星定位导航系统的兴起,全球卫星定位导航系统有了一个全新的称呼:GNSS 。
当前,在这一领域最吸引人眼球的除了GPS 外,就是欧盟和我国合作的“伽利略”导航卫星系统。
“伽利略”计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。
“伽利略”卫星导航定位系统的建立将于2007年底之前完成,2008年投入使用,总共发射30颗卫星,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补卫星。
卫星高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。
该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控制中心。
“伽利略”系统将为欧盟成员国和中国的公路、铁路、空中和海洋运输甚至徒步旅行者有保障地提供精度为1米的定位导航服务,从而也将打破美国独霸全球卫星导航系统的格局。
按计划,首批两枚实验卫星将于2005年末和2006年发射升空。
“伽利略”定位系统的优势折叠编辑本段“伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统,在2008年投入运行后,全球的用户将使用多制式的接收机,获得更多的导航定位卫星的信号,将无形中极大地提高导航定位的精度,这是“伽利略”计划给用户带来的直接好处。
另外,由于全球将出现多套全球导航定位系统,从市场的发展来看,将会出现GPS 系统与“伽利略”系统竞争的局面,竞争会使用户得到更稳定的信号、更优质的服务。
世界上多套全球导航定位系统并存,相互之间的制约和互补将是各国大力发展全球导航定位产业的根本保证。
“伽利略”计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统,提供高精度,高可靠性的定位服务,实现完全非军方控制、管理,可以进行覆盖全球的导航和定位功能。
“伽利略”系统还能够和美国的GPS 、俄罗斯的GLONASS 系统实现多系统内的相互合作,任何用户将来都可以用一个多系统接收机采集各个系统的数据或者各系统数据的组合来实现定位导航的要求。
“伽利略”系统可以发送实时的高精度定位信息,这是现有的卫星导航系统所没有的,同时“伽利略”系统能够保证在许多特殊情况下提供服务,如果失败也能在几秒钟内通知客户。
与美国的GPS 相比,“伽利略”系统更先进,也更可靠。
美国GPS 向别国提供的卫星信号,只能发现地面大约10米长的物体,而“伽利略”的卫星则能发现1米长的目标。
一位军事专家形象地比喻说,GPS 系统,只能找到街道,而“伽利略”则可找到家门。
目前全世界使用的导航定位系统主要是美国的GPS 系统,欧洲人认为这并不安全。
为了建立欧洲自己控制的民用全球导航定位系统,欧洲人决定实施“伽利略”计划。
2003年9月18日,欧盟和中国草签了中国参与“伽利略”计划的协议。
2004年10月9日,双方又签署了此项目的技术合作协议;因而引发美国媒体发出美国可能击毁“伽利略”卫星的报道。
可见,此项目不但具有极高经济价值,也深具政治和军事战略意义。
参与“伽利略”计划是迄今为止我国与欧洲最大的合作计划。
全球导航定位系统的应用十分广泛,从经济建设、国防建设等各方面来考虑,我国都应该建立自己的全球导航定位系统。
比如,将来我们建立起全国的车辆定位系统后,如果我们没有其他导航定位系统而只依靠GPS 系统,那么一旦出现意外情况,将使整个交通系统瘫痪。
“伽利略”计划总值36亿欧元,2004年10月9日,中欧伽利略计划技术合作协议在北京正式签署,中国将投入2亿欧元参与“伽利略计划”,约5%。
据悉,中国是正式加入“伽利略计划”的第一个非欧盟国家,这标志着我国航天事业在国际合作领域迈出走向欧洲化的第一大步。
2 GNSS 控制网起算点的选择及分析施工技术332 2015年29期运用平面四参数坐标转换法检核GNSS 网起算点兼容性的方法将无约束平差得到的三维空间直角坐标换算为高斯平面直角坐标WGS84(x ,y )。
将三个或以上的公共点在WGS84及地方坐标系的高斯平面直角坐标采用最小二乘原理,求出四个转换参数。
然后将WGS84(x ,y )高斯平面直角坐标进行回带计算,得到起算点在地方坐标系中的坐标计算值(x1,y1)。
此时直接采用起算点在地方坐标系中的已知坐标(X ,Y ),则采用值(X ,Y )与计算值(x1,y1)存在一个坐标差Vx ,Vy (残差)。
通过分析转换后重合点的残差及中误差Mp 值的大小,判断出精度较差的起算点将其剔除,再进行二维约束平差计算。
平面坐标转换涉及到的四个参数分别为:两个平移参数x0,y0,一个旋转参数ε,一个尺度参数k ,其坐标转换模型为:利用重合点的两套坐标值求出转换参数(x0,y0,ε,k ),即可按上式计算出公共点在地方坐标系中的高斯平面直角坐标。
2.2 实例数据分析GNSS 控制网起算点兼容性分析某测区GNSS 控制网,联测四等控制点5点,布设一级GNSS 控制点23点。
GNSS 控制网经过各项数据检验,基线向量网内符合精度指标符合规范要求后,进行二维约束平差,平差结果见表1。
由表1中可看出,平差后GNSS 网的精度较低,最弱边相对中误差已经接近限差。
为了提高控制网的精度,采用平面四参数坐标转换法对起算点进行精度分析,结果见表2。
表2中看出,控制点G004的残差较大,坐标转换精度Mp 值大于5.0cm 。
说明控制点G004相对精度较差,即与其余4个控制点的兼容性较差。
现将该点剔除,用其余4个点进行转换计算,结果见表3。
符合精度Mp 值由8.94cm 缩小到了0.90cm 。
说明G001,G002,G006,G0094个点的精度较高,内符合性较好,作为GNSS 控制网的起算点,可靠性较高。
3.2起算点个数及其分布对控制网精度的影响及分析现将4个控制点分别组合作为起算点进行二维约束平差,结果见表4,GNSS 控制网图如图1所示。
表4中可以看出,起算点不论采用何种组合,控制点G004的平差成果与已知成果的较差均为最大,其余检核点坐标较差较小,精度较高,也进一步证实了控制点G004含有粗差。
平差后最弱点位中误差均小于1.0cm ,最弱边相对中误差由1/20513缩小到1/104726(最大值),平差成果的精度得到了显著提高。
中国科技期刊数据库 工业C2015年29期333依据规范要求,联测高等级控制点不应少于3点,且应进行不少于2个已知点的部分约束平差,对未进行约束的已知点坐标须进行检核。
由表4的平差结果可看出,方案6~11采用了2个点进行约束平差,其中,方案10~11由于起算点均位于控制网一侧,平差后已知点的坐标较差是最大的,精度最差;方案2~5采用了3个点进行约束平差,其中,方案2~3的起算点分布比较均匀,平差后已知点的坐标较差值最小,精度最高。
方案1中,筛选出的4个已知点均作为固定点进行约束平差,但从最弱点、最弱边的精度来看,相对于其他方案精度并无明显差别。
综合以上几种方案,并顾及外业工作量及规范的相关要求,认为在保证起算点精度较高、分布均匀的前提下,GNSS 控制网能取得较高的精度,而增加起算点的数量,对控制网的精度却无明显提高。
3 结论本文首先对GNSS 控制系统作为简单概述,其次对GNSS 控制网起算点的选择总体分析,对于GNSS 控制系统是工程测量的高精度工具,这种仪器必须根据理论依靠,经过准确的计算,以及现场的时间才能使GNSS 控制系统达到应用效果。
参考文献[1]国家测绘局测绘标准化研究所,国家测绘局第一大地测量队,国家基础地理信息中心.GB/T18314-2009全球定位系统(GPS )测量规范[S].北京:中国标准出版社,2009. [2]北京市测绘设计研究院.CJJ/T73-2010卫星定位城市测量技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010. [3]李征航,魏二虎,王正涛,等.空间大地测量学[M ].武汉:武汉大学出版社,2010.[4]徐绍铨,张华海,杨志强,等.GSP 测量原理及应用(第三版)[M].武汉:武汉大学出版社,2008.。