GNSS
gnss两种基本定位原理
gnss两种基本定位原理GNSS (Global Navigation Satellite System) 是一种全球导航卫星系统,它使用卫星和接收器之间的信号交互来实现高精度的定位和导航。
GNSS系统包括多个卫星定位系统,其中最为广泛使用的是GPS (Global Positioning System) 和GLONASS (Global Navigation Satellite System)系统。
GNSS的基本定位原理主要通过三角测量和时间测量来确定接收器的位置。
首先,我们来了解一下三角测量原理。
在GNSS中,至少需要三颗卫星的信号来确定接收器的位置。
每颗卫星发送包含时间、卫星位置和其他信息的信号。
接收器接收到这些信号后,会通过测量信号到接收器的时间差来确定卫星和接收器之间的距离。
接收器同时也会记录卫星的位置。
通过至少三颗卫星的距离和位置信息,接收器可以使用三角测量原理来计算出接收器的位置。
这是因为在三维空间中,通过三个点(即三颗卫星的位置)可以确定一个位置。
其次,我们来了解一下时间测量原理。
每颗卫星都会发送精确的时间标记信号。
接收器通过接收到的信号,测量信号的传播时间,并将其转换为卫星和接收器之间的距离。
接收器同时还需要准确知道卫星的位置,以便进行精确的距离计算。
为了解决这个问题,卫星会在信号中包含自身的位置信息。
通过使用多颗卫星的距离和位置信息,接收器可以使用时间测量原理来计算出接收器的位置。
综上所述,GNSS的基本定位原理主要是通过三角测量和时间测量来确定接收器的位置。
通过计算接收器和多颗卫星之间的距离,以及卫星的位置信息,接收器可以精确地计算出自身的位置。
这一原理不仅适用于GPS和GLONASS系统,也适用于其他的GNSS系统。
GNSS的基本定位原理在现代导航和定位应用中起着至关重要的作用。
无论是车载导航系统、航空导航系统还是手机定位功能,都离不开这一原理。
通过GNSS系统,我们可以在全球范围内准确地确定我们的位置,并进行导航和定位服务。
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技术在测绘中的基本原理与使用方法
GNSS技术在测绘中的基本原理与使用方法导语:全球导航卫星系统(GNSS)是一项利用地面接收器接收卫星信号进行定位导航的技术。
在测绘领域,GNSS技术被广泛应用于地理信息系统、测量和地图制图。
本文将介绍GNSS技术的基本原理和使用方法,以帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、GNSS技术的基本原理GNSS技术基于卫星导航原理,通过测量接收器接收到的卫星信号以及测量时间延迟,实现地点的三维位置测量,包括经度、纬度和高度。
1. 卫星信号接收GNSS系统包括多颗在轨卫星,这些卫星通过无线电信号向地球发送导航信息。
接收器将卫星信号接收并解码,以确定卫星的位置和时间以及卫星与接收器之间的距离。
2. 信号传播时间延迟由于信号的传输速度相对于光速而言较慢,卫星信号在空气中传播时会受到一定的时间延迟。
接收器通过测量信号的传播时间延迟来计算卫星与接收器之间的距离。
3. 多卫星定位通过接收多颗卫星的信号,接收器能够计算出自身与每颗卫星之间的距离,并使用这些距离数据来确定自身的三维位置。
4. 定位解算接收器通过将多个卫星的距离数据组合在一起,使用三角定位或其他定位算法来解算自身的三维位置信息。
二、GNSS技术的使用方法GNSS技术在测绘中有多种使用方法,包括实时定位和后处理定位。
1. 实时定位实时定位是通过将接收器与电脑或其他设备连接,实时接收卫星信号并计算位置信息。
这种方法在现场测绘和导航中广泛使用,可以提供实时的位置信息,并且能够随时调整和纠正测量误差。
2. 后处理定位后处理定位是将通过接收器记录下来的数据导入计算机,使用专门的软件对数据进行处理和计算。
这种方法适用于需要更高精度和稳定性的测绘任务,可以通过差分校正和滤波算法来提高定位精度。
后处理定位通常在测绘办公室中进行,便于对数据进行详细的分析和校正。
三、GNSS技术在测绘中的应用GNSS技术在测绘领域有广泛的应用,下面分别介绍几个常见的应用场景。
1. 地图制图GNSS技术可以用于快速、准确地获取地理坐标信息,从而用于地图的制作和更新。
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。
gnss基线距离
GNSS(全球导航卫星系统)基线距离是指两个或多个接收机之间的距离。
基线是指两个接收机之间的直线距离,可以用来测量位置、测量地球表面的形状、进行大地测量等。
GNSS基线距离的计算可以通过接收机接收到的卫星信号来实现。
接收机通过接收来自不同卫星的信号,并计算出卫星的位置信息。
通过对比接收到的多个卫星信号,计算出不同接收机之间的差异,从而得到基线距离。
GNSS基线距离的精度取决于多个因素,包括卫星的几何分布、大气延迟、接收机的精度等。
在短基线距离的情况下,精度可以达到几厘米。
而在长基线距离的情况下,精度可能会有所下降。
以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
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兼容性
在全球卫星导航系统国际委员会(ICG)和国际电联(ITU)框架下,使北斗卫 星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作,使所有用户都能享受到卫 星导航发展的成果。
渐进性
中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展,不断完善服务质量, 并实现各阶段的无缝衔接。
COMPASS的主要用途
● ● ●
中国 COMPASS (北斗卫星导航系统)
欧盟 Galileo (伽利略卫星导航系统)
GPS
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 。其次, 也为民用、商用提供导航、定位、测速和授时 等服务。 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。
GLONASS
GLONASS是前苏联国防部从20世纪80年代
初开始建设的与美国GPS相抗衡的全球卫星 导航系统,与GPS功能、原理基本类似,成 为世界上第二个独立的军民两用全球卫星导 航系统。
GLONASS主要包括三部分的设备:
卫星星座
地面监控站
用户设备
性能方面,GLONASS属于军民合用系统, 可提供高精度的三维空间和速度信息,也提 供授时服务。精度在十米左右,有更强的抗 干扰能力,采用两种频率信号,但是由于发 射技术和电子设计水平有限,工作不稳定并 且卫星寿命不是很长。
GLONASS 的未来发展
俄罗斯在2000年提出要对GLONASS进行换
代,GLONASS的标准星座由24颗卫星组 成。 为了逐步提升GLONASS系统性能,俄 罗斯制定了一系列的空间卫星性能改进和补 网计划。改进方案包括地面段支持设备、增 加系统服务量、优化太空段设备、改进 GLONASS差分设备。
发展前景
专家断言Galileo系统必将与其它新技术(如
移动通讯、数字地图、智能交通等)相结合 应用于各种不同的领域,包括车辆调度与管 理、精细农业、铁路交通、旅游探险、航海、 航空和航天领域,特别是将为民用航空带来 一系列直接和间接效益,从而打破美国独霸 全球卫星导航系统的格局。
小组成员:
王明泽 090440428 孙亮 090440423
地图定位 车载定位
航空器定位
GPS主要包括三部分的设备: 地面控制中心 导航卫星 GPS接收装置
性能方面,GPS虽然是军民合用的系统,但它针对军用和 民用提供了不同的定位精度。军用为3米,民用信号增加 了干扰机制,使精度下降到100米。鉴于GPS在民用中发 挥越来越重要的作用,美国政府2005年取消了GPS的干扰 机制,使民用信号的精度提高到了5米,大大方便了民用 用户的使用,也为现在GPS的普及奠定了基础。不过据称 经过改进的GPS军用信号已经达到了1米的精度,但尚未 对民用开放。
已成功发射8颗北斗导航卫星。根据系统建设 总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆 盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文 通信服务能力;2020年左右,建成覆盖全球 的北斗卫星导航系统。
Galileo
GALILEO是欧洲设计的第二代卫星导航系统既是从
区域性渐进地扩展成全球系统,即正在建设的 GALILEO全球卫星导航系统。GALILEO计划由欧 盟委员会和欧洲空间局位领域垄断而启动的迄今为止欧洲将要开发的 最重要的航天计划。旨在建立欧洲独立自主的民用 全球卫星导航定位系统,它与国际上现有的GNSS 相比,具有更佳的覆盖率、更高的精度和可靠性。
1、导航与通信的集成增强了导航能力和搜索
救援能力,可实现用户信息共享和信息交换; 2、多系统兼容服务,可以实现公开服务相互 兼容,必要时提供多系统监测信息和差分改 正信息; 3、提供双向授时授权服务; 4、以双向伪距时间同步方法摆脱卫星时间同 步与精密轨道之间的依赖关系。 5、中国自行研发的北斗卫星定位系统“北斗” 系统的军事用途。
GALILEO发展的四阶段
伽利略(GALILEO)计划大致分为四个阶段(步骤): 第一个阶段是完成Galileo系统定义、系统测试评估、 算法有效性验证和卫星性能论证等,到2005年为止; 第二阶段是完成4颗GIOVE卫星以及相应地面站的 在轨测试工作。2005年12月28日发射了第一颗 GIOVE-A试验卫星,2007年3月开始对第二颗 GIOVE-A2卫星进行风险评估和验证,该阶段从 2005年到2010年;第三阶段为全面展开部署阶段, 该阶段完成30颗空间卫星以及所有地面站的在轨测 试工作,计划从2008年到2012年;第四阶段为在 2012年以后实现系统的操作运行。
GALILEO的结构组成以及服务种类
GALILEO系统由空间段、地面段和用户段组成。空间星座包
括30颗卫星,分布在3个轨道高度为2.3222万公里,倾角为 56度的轨道平面上,每个轨道平面包括9颗工作卫星和1颗备 用卫星。地面段包括5个遥测遥控跟踪站(TT&C)、10个上 行注入站(ULS)、2个控制中心(GCS)以及30~40个监 测站。用户段由卫星导航接收机组成,包括使用不同服务种 类的各种接收机。 GALILEO卫星导航系统采用独立的时空坐标系(Merrigan et al 2002),并提供5种基准服务:开放式服务(OS)、 生命安全服务(SOL)、商业服务(CS)、公共特许服务 (PRS)以及搜索与救援(SAR)服务(Benedicto et al 2000;Wolfrum and Trautenberg 2000;Erb 2000; Provenzano et al 2000)。
COMPASS的优点
优点:
1、有源导航的同时可以进行卫星数据通讯; 2、成本低,只需要发射两颗卫星即可组成可
用的定位系统; 3、该导航系统完全独立,不依赖其他国家的 卫星资源,自主系统,安全、可靠、稳定, 保密性强,适合关键部门应用。
COMPASS的未来发展
目前,我国正在实施北斗卫星导航系统建设,
COMPASS
北斗卫星导航系统,是中国正在实施的自主
发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统 建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技 术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导 航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完 善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保 障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行 业的广泛应用。
COMPASS的发展现状
该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔
业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共 安全等诸多领域,产生显著的经济效益和社 会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川 抗震救灾中发挥了重要作用。为更好地服务 于国家建设与发展,满足全球应用需求,我 国启动实施了北斗卫星导航系统建设。
GNSS
---发展现状及前景
2011年6月5号
GNSS
Global Navigation Satellite System
全球定位导航系统 美国 GPS Global Positioning System(全 球定位系统)
●
俄罗斯 GLONASS Global Navigation Satellite System (全球卫星导航系统)
刘相辰 090440415
2011-06-05
COMPASS的建设原则
开放性
北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放,为全球用户提供高质量 的免费服务,积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作,促进各卫星导航系 统间的兼容与互操作,推动卫星导航技术与产业的发展。
自主性
中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统可独立为全球用户 提供服务。
GPS的未来发展
为了更好地进行国际间GNSS的兼容和互操 作,实现全球民用卫星导航系统的无缝隙连接, 美国计划于2013年开始发射Block III卫星,附加 GPS第四个民用信号L1C,该信号能够与 Galileo公开服务信号互操作,并与日本QZSS 共用。Block III卫星相对Block IIF卫星具有更强 的抗干扰能力、可控的完好性性能和更高的精 度,并计划在2013年~2021年间发射24颗。