GPS知识简介
你必须了解的7点gps基本知识
你必须了解的7点gps基本知识1、导航仪gps接收器一共有24颗gps卫星沿六条轨道绕地球运行,其中每四颗为一组,一般来说,不会出现超过12个卫星在同时地球的一边,那么,这对我们选购导航仪有什么帮助呢?大多数gps 导航仪中的接收器可以追踪8~12颗左右的卫星。
而计算LAT/LONG(2维)坐标至少需要3颗卫星。
再加一颗就可以计算3维坐标。
对于一个给定的位置,导航仪就能知道在此时哪些卫星在附近,因为它不停地接收从卫星发来的更新信号。
有些商家喜欢吹嘘自己的产品性能有多么优越,能一口气搜到多少颗多少颗的卫星,这时候我们可就要仔细想想他的产品到底有多少水分了!2、信号的并行通道一些汽车导航仪能有2~5条并行通道接收卫星信号。
因为最多可能有12颗卫星是可见的(平均值是8),这意味着导航仪中的gps接收器必须按照一定顺序来访问每一颗卫星,以获取每颗卫星的信息。
市面上的gps接收器大多数是12并行通道型的,这允许它们连续追踪每一颗卫星的信息,12通道接收器的优点包括快速冷启动和初始化卫星的信息,而且在森林地区可以有更好的接收效果。
一般12通道接收器是不需要外置天线的,除非你是在封闭的空间中,如船舱、车厢中。
3、卫星的定位时间这是指你重新启动你的导航仪时,gps接收器也跟着重启,知道接收器确定了当下位置所需的时间。
对于12通道接收器,如果你在最后一次定位位置的附近,冷启动时的定位时间一般为3~5分钟,热启动时为15~30秒,而对于2通道接收器,冷启动时大多超过15分钟,热启动时为2~5分钟。
4、gps定位精度大多数GPS接收器的水平位置定位精度在5m~10m左右,但这只是在SA没有开启的情况下。
5、DGPS功能为了将SA和大气层折射带来的影响降为最低,有一种叫做DGPS发送机的设备。
它是一个固定的GPS接收器(在一个勘探现场100km~200km的半径内设置)接收卫星的信号,它确切地知道理论上卫星信号传送到的精确时间是多少,然后将它与实际传送时间相比较,然后计算出“差”,这十分接近于SA和大气层折射的影响,它将这个差值发送出去,其他GPS 接收器就可以利用它得到一个更精确的位置读数(5m~10m或者更少的误差)。
GPS的原理及数学知识应用
GPS的原理及数学知识应用1. GPS的基本原理GPS(全球定位系统)是一种通过卫星定位来确定地球上任意位置的系统。
它由三部分组成:空间部分、控制部分和用户接收机。
GPS的基本原理是通过接收来自多颗卫星的信号,利用三角测量的原理来计算出接收机所在位置的经度、纬度和海拔高度。
GPS信号由卫星发射并在地球上的接收机上接收。
接收机接收到多颗卫星发射的信号后,通过测量信号的传播时间来确定到每颗卫星的距离,再利用这些距离信息进行三角定位计算,从而确定接收机的位置。
2. GPS定位的数学知识应用GPS定位是基于数学计算的,以下是几种常见的数学知识应用:2.1 三角测量GPS定位中的核心原理是三角测量,即通过测量角度和距离来确定位置。
根据三角定位原理,接收机需要同时接收到至少三颗卫星的信号,并测量到这些卫星的距离,然后根据这些距离信息计算出接收机的位置。
这个计算过程涉及到三角函数的运算,例如正弦定理和余弦定理。
2.2 空间几何在GPS定位中,卫星和接收机之间的相对位置是非常重要的。
为了精确计算接收机的位置,需要考虑到卫星和接收机的空间几何关系。
这包括卫星的位置、接收机的位置和卫星与接收机之间的夹角等。
通过空间几何的计算,可以更准确地确定接收机的位置。
2.3 数值计算GPS定位中的计算过程涉及到大量的数值计算。
接收机需要通过测量距离、角度和时间来进行多个数值计算,包括三角函数的运算、方程求解和矩阵计算等。
这些数值计算过程对于确定接收机的位置非常重要。
3. GPS定位的误差及精度尽管GPS定位是一种非常准确的定位技术,但仍然存在一些误差。
以下是几种常见的GPS定位误差:3.1 信号传播延迟GPS信号在空间中传播的过程中会经历传播延迟,这是由于信号传播速度有限所导致的。
虽然这个传播延迟可以通过接收机进行校正,但仍然会引入一定的测量误差。
3.2 卫星轨道误差GPS卫星的轨道并不是完全理想的圆形,而是略微偏离正圆形。
这个轨道误差会影响到卫星位置的准确度,从而引入一定的定位误差。
GPS的基本知识
• 主控站作用: 搜集各个监测站所测观察值、环境要素等数据
,计算每颗GPS卫星旳星历、时钟改正量、状态数据、以及信号 旳大气层传播改正,并按一定旳形式编制成导航电文,传送到 主控站:另外还控制和监视其他站旳工作情况并管理调度GPS卫 星。
• 注入站作用: 将主控站传来旳导航电文,分别注入到相应旳
一、空间部分(GPS卫星星座)
• 共有24颗GPS工作 卫星构成GPS卫星星 座。
• 地球上任何地方、 高度角在15以上旳 空间,可同步观察到 4~12颗卫星,卫星分 布在6个面相对于地 球赤道面倾斜角为 55旳近圆形轨道面 上,高度距地面约 2.02万km。
GPS星座示Βιβλιοθήκη 图GPS卫星基本功能 : ——接受和储存由地面监控站发来旳跟踪监测信息; ——受地面监控站旳指令,调整卫星姿态和启用备用卫星; ——进行必要旳数据处理工作; ——经过星载旳高精度原子钟提供精密旳原则时间; ——向用户广播GPS信号。
码信号到达GPS接受机旳传播时间乘以光速所得旳距离。
• 因为伪距观察量所拟定旳卫星到测站旳距离,都不可防止地会 具有大气传播延迟、卫星钟和接受机同步误差等旳影响。
• 为了与卫星和接受机之间旳真实几何距离相区别,这种具有误
差影响项旳距离观察,一般称为“伪距 ”,并把它视为GPS定位
旳基本观察量。
• 伪距法单点定位:就是利用GPS接受机在某一时刻,同步测定
三、顾客设备部分
顾客要实现利用GPS进行导航和定位旳目旳,还需要GPS接 受机,即顾客设备部分。
• 顾客设备部分作用:接受GPS卫星发射旳信号,取得必要旳
导航和定位信息及观察量,经数据处理后取得观察时刻接受机 旳位置坐标。
顾客设备部分主要由GPS接受机硬件和数据处理软件构成。
GPS知识简介
存点方法:
向下按住鼠标键找到存点页面,当鼠标键下按后,当前的点作为新标定的航路点。对此航路点可以自动编号,也可以用字母或中文命名。依次可以完成其它点的标定与保存。利用“查找菜单”能够查到亿标定的信息。
(四)目标点的导航
GPS能够对已经存储的航路点用地图页面或导航页面可以完成导航,并到达的目的地。
2..电源键:
按下并保持,可以开机或关机。
4.缩放键:
按下并保持,当在地图页面时放大或缩小比例尺。
5.查找键:
按下后放开,访问查找菜单。
(二)常见名词含义
1.航 点:GPS接收机所有的点,都可以称为航点。
2.航路点:由使用者自行设定的航点。
3.航 线:依次经过若干航点的由使用者自行编辑的行进路线。
求出DX,DY,DZ,DA,DF:
利用WGS84坐标系的X、Y、Z及A、F值减去我国坐标系的对应值,得出实现坐标系统转换的五个参数。(应算出WGS84与北京和西安坐标系两套参数。)
参数验证:
参数计算之后必须对其进行验证。即在应用区域内选择5个以上水准点进行实测,实测值与测绘部门提供的理论值对比,如果最大误差不大于15米,平均误差不大于10米,计算的参数可用,否则重新计算或查找出现问题的原因。
⑶沿着要测量的区域边界走出一个闭和轨迹。
⑷回到起点后,用鼠标键选择“结束”按钮确认,仪器会自动计算出闭合轨迹所围成的面积。见图5-30(b)、图5-30(c)
⑸如果没有走完闭合曲线就选择了“结束”按钮,计算的面积为已走过的航迹和这条连线所围成的面积。
注意:GPS只有在定位的状态下用航迹测面积方法得到的结果才准确。测定的区域越大,计算的面积才准确。
⑸上下移动光标选择(0—9)中所需要的数字或字符,完成“中央子午线值”的输入。
GPS基本知识
第一章1 .GPS卫星定位技术的发展概况:答:卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。
20世纪50年代末期,美国开始研制用多普勒卫星定位技术进行测速,定位的卫星导航系统,叫做子午卫星导航系统(NNSS)。
多普勒定位具有经济快速,精度均匀,不受时间和天气的限制等优点。
以此同时前苏联也开始建立了一个卫星导航系统,叫做CICADA。
由于发展的需要美国于1973年研制新建了GPS系统。
该系统是以卫星为基础的无线电导航系统,具有全能性,全球性,全天性,联系性和实时性的导航,定位和定时的功能。
能为用户提供精密的三维坐标,速度和时间。
GPS计划经历了方案论证,系统论证,生产试验三个阶段。
整个系统分为卫星星座,地面控制和监测站,用户设备三大部分。
再后来的30多年中全球又建立了GLONASS全球定位系统(俄罗斯),伽利略(GALILEO)全球定位系统(欧盟);北斗导航定位系统(中国)。
不久的将来,它们将共同组成全球导航卫星系统GNSS,到那时全球导航卫星将有一百多颗,定位精度和定位速度都将大大提高。
2.GPS系统组成:GPS系统包括三大部分: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由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成卫星星座,记做(21+3)GPS星座。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55°,各个轨道平面之间相距60°,即轨道的升交点赤经各相差60°。
GPS卫星的核心部件是高精度的时钟,导航电文存储器,双频发射和接收机以及微处理机。
GPS工作卫星的地面监控系统包括1个主控站,3个注入站和5个监测站。
卫星上的各种设备是否正常工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行,都要由地面设备进行监测和控制。
地面监测系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。
这就需要地面站监测各颗卫星时间,求出钟差,然后由地面注入站发给卫星,卫星再由导航电文发给用户设备。
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。
gpsgis知识点总结
gpsgis知识点总结GPS(全球定位系统)和GIS(地理信息系统)是目前地理信息技术中最常用的两种技术。
GPS是通过卫星定位系统来获取地理信息数据,而GIS是将地理信息数据进行管理、分析和展示的一种技术。
本文将对GPS/GIS的相关知识点进行总结,并探讨其在实际应用中的重要性和作用。
一、GPS(全球定位系统)知识点总结1. GPS的基本原理GPS是一种利用卫星定位技术获取地理位置信息的系统。
其基本原理是通过地面的接收装置接收来自卫星的信号,然后根据信号的时间差和信号源的位置来计算出接收装置所在的地理位置。
2. GPS的卫星系统GPS系统由一组至少24颗卫星组成,这些卫星分布在地球的轨道上,以确保在任何时刻都能够接收到至少4颗卫星的信号,从而实现定位功能。
3. GPS的定位精度GPS的定位精度取决于接收装置所接收到的卫星信号数量和质量,一般来说,接收到的卫星信号数量越多,定位精度越高。
4. GPS的应用领域GPS的应用领域非常广泛,包括航空航海、交通运输、地质勘探、气象预报、地震监测等。
5. GPS的发展趋势随着科技的不断进步,GPS技术也在不断发展,未来的GPS系统将更加精准和智能化,可以应用于更多的领域。
二、GIS(地理信息系统)知识点总结1. GIS的基本概念GIS是一种将地理信息数据进行管理、分析和展示的系统,它能够将空间数据和属性数据进行结合,并通过地图等方式展现出来。
2. GIS的数据类型GIS系统中的数据主要分为空间数据和属性数据两种。
空间数据包括点、线、面等几何对象的地理位置信息,属性数据包括这些对象的属性信息,如名称、面积、人口等。
3. GIS的数据来源GIS系统的数据来源非常广泛,包括地图、卫星影像、人口统计数据、气象数据等,这些数据通过数字化处理后可以被GIS系统使用。
4. GIS的数据处理GIS系统通过空间分析、地图制图、数据查询等功能对地理数据进行处理,从而生成各种分析报告、统计图表等输出结果。
GPS测试知识介绍解析
GPS测试知识介绍解析
GPS(全球定位系统)是由美国陆军研制的一种定位导航系统,早期
只用于军用,后来国外开发出可以普通民用的GPS设备,逐渐普及到国内。
GPS技术是一种无线的定位导航技术,它可以利用太阳能对用户在地
球上的位置、速度、方位等信息进行实时追踪,从而实现定位导航的功能。
GPS全称为全球定位系统,是美国精密航空和航天局和美国国防部联合发
射的卫星系统,早期只用于军用,后来国外开发出可以普通民用的GPS设备,逐渐普及到国内。
1、GPS精度测试:GPS精度测试主要依据GPS信号源及接收机的精度
来确定,也可以定义为可以提供定位、导航系统可接受的位置误差。
GPS
精度的计算要考虑到接收机性能及卫星发射信号的强度等其他因素,GPS
精度测试仪可以帮助测试与确定GPS信号的可用精度。
2、GPS静态定位测试:GPS静态定位测试也叫做室外定位测试,是指
在室外确定GPS接收机的定位信息,通过GPS测试仪和接收机的应用,可
以准确测试其定位性能。
3、GPS装置功能测试:GPS装置功能测试是指利用GPS测试仪对GPS
接收机各项功能进行仪器测试,有效地检测GPS装置的可靠性、精度、安
全性等,以确保GPS装置的正常使用。
GPS基本知识
一、GPS基础知识1、GPS的原理GPS 是Globol Position System (全球定位系统)的简称,该系统由美国政府建立,向全球用户提供免费服务。
完整的GPS系统分为天上和地下两个部分:在天上有24颗卫星在不停地转动,使得在地球任何一个角落,都至少可以看到3颗以上的卫星;在地下就是手持或者车载式GPS接收机,也就是我们所常说的GPS了。
当GPS接收机接收到三颗或三颗以上的卫星信号后,就可以计算出接收机所在的大地坐标,如果接收到四颗卫星,还可以计算出海拔高程,同时,卫星系统的时间信号也传送到了GPS上,如果您要对表,GPS上的时间是最可靠的。
需要说明的是,除了美国的GPS系统外,俄罗斯和欧洲也分别建立了自己的全球定位系统,但目前应用最普遍的还是美国的GPS系统。
2、GPS所使用的的坐标系统我们在描述地理位置的时候,常用的方法就是经纬度坐标。
经纬度坐标系统是以英国格林威治和赤道分别作为经度和纬度的零度点。
中国位于约东经70--120度,北纬--度的范围内,新疆位于。
在GPS系统内,经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择,一般有"hddd.ddddd"(度.度),"hddd*mm.mmm"(度.分.分),"hddd*mm"ss"(度.分.秒)。
度、分、秒的进制是60进制,但是度.度,分.分的进制是100进制,这一点在换算的时候要特别注意。
地球子午线(南极到北极的连线)长度39940.67公里,纬度一度合110.94公里,一分合1.849公里,一秒合30.8米,不同纬度的间距是一样的。
地球赤道圈长度40075.36公里,北京和乌鲁木齐地区在北纬40度左右,纬度圈长为40075*sin(90-40),因此这里的经度一度合85.276公里,一分合1.42公里,一秒合23.69米。
3、GPS的精度及SA政策理论上,GPS的定位精度可以到米级,美国佬出于安全考虑,人为限制民用GPS的定位经度,制定了SA政策(Selective Availability,美国防部为减小GPS精确度而实施的一种措施),当SA政策实施时,定位精度只有20-30米,但目前SA政策已经取消,民用GPS 的定位精度已经可以达到10米左右。
GPS全球卫星定位系统知识
GPS接收机工作原理
当GPS卫星在用户视界升起时接收机能够捕获到按一 定卫星高度截止角所选择的待测卫星并能够跟踪这些卫星 的运行;对所接收到的GPS信号具有变换、放大和处理的 功能以便测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间解 译出GPS卫星所发送的导航电文实时地计算出测站的三维 位置甚至三维速度和时间
• 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
• 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
GPS的主要目的
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
国内GPS民用方面发展 6/6
——挑战与机遇并存
2009年GPS市场来说一直处在一种半沉睡的状态与前两年所出现的井喷 现象擦肩而过低价扰市和盗版地图横行成为阻碍GPS市场正常发展的隐患
2009年包括燃油税改革汽车产业调整和振兴规划、购置税减半、汽车下 乡、汽车报废补贴、汽车以旧换新等一系列鼓励汽车消费利好政策的密集出 台带动上半年汽车销量增长
码和数据码或D码等多种信号分量而其中P码和C/A码统 称为测距码
GPS卫星信号的产生、构成和复制等都涉及到现代数 字通信理论和技术方面的复杂问题
GPS卫星信号的测距码
码的概念
在现代数字通信中广泛使用二进制数0和1及其组合来 表示各种信息表达不同信息的二进制数及其组合称为码一 位二进制数叫一个码元或一比特比特为码和信息量的度量 单位
导航电文包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间 系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和 由C/A码捕获P码等导航信息导航电文又称为数据码或D 码
GPS经纬度知识(gps)
GPS经纬度知识1. GPS系统组成GPS是Gloabal Positioning System 的简称,意为全球定位系统,主要由地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机三大块组成,我们所使用的GPS包括手持机和车载导航机本质上都是GPS接受机。
2.GPS接收机接收机大大小小,千姿百态,有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。
一般常见的手持机接收L1信号,还有双频的接收机,做精密定位用的。
3.坐标系地形图坐标系:我国的地形图采用高斯-克吕格平面直角坐标系。
在该坐标系中,横轴:赤道,用Y表示;纵轴:中央经线,用X表示;坐标原点:中央经线与赤道的交点,用O表示。
赤道以南为负,以北为正;中央经线以东为正,以西为负。
我国位于北半球,故纵坐标均为正值,但为避免中央经度线以西为负值的情况,将坐标纵轴西移500公里。
北京54坐标系:1954年我国在北京设立了大地坐标原点,采用克拉索夫斯基椭球体,依此计算出来的各大地控制点的坐标,称为北京54坐标系。
GS84坐标系:即世界通用的经纬度坐标系。
6度带、3度带、中央经线。
我国采用6度分带和3度分带:1∶2.5万及1∶5万的地形图采用6度分带投影,即经差为6度,从零度子午线开始,自西向东每个经差6度为一投影带,全球共分60个带,用1,2,3,4,5,……表示。
1∶1万的地形图采用3度分带,从东经1.5度的经线开始,每隔3度为一带,用1,2,3,……表示,全球共划分120个投影带4. 经纬度的来源为了精确地表明各地在地球上的位置,人们给地球表面假设了一个坐标系,这就是经纬度线。
那么,最初的经纬度线是怎么产生?又是如何测定的呢?公元344年,亚历山大渡海南侵,继而东征,随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料,准备绘一幅“世界地图”。
他发现沿着亚历山大东征的路线,由西向东,无论季节变换与日照长短都很相仿。
于是做出了一个重要贡献——第一次在地球上划出了一条纬线,这条线从直布罗陀海峡起,沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。
GPS基本知识
gps概述即全球定位系统(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。
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。
gps全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分———gps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的前身gps系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统(transit),1958年研制,64年正式投入使用。
该系统用5到6颗卫星组成的星网工作,每天最多绕过地球13次,并且无法给出高度信息,在定位精度方面也不尽如人意。
然而,子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验,并验证了由卫星系统进行定位的可行性,为gps系统的研制埋下了铺垫。
由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。
美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此,美国海军研究实验室(nrl)提出了名为tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划,并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星,在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统,这是gps系统精确定位的基础。
而美国空军则提出了621-b的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划,这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道该计划以伪随机码(prn)为基础传播卫星测距信号,其强大的功能,当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。
GPS常识
汽车GPS导航基本知识-GPS导航仪的组成GPS主要由三大部分组成:空间卫星部分,地面控制部分,用户接收机部分。
1、GPS空间卫星GPS卫星是由洛克韦尔国际公司空间部研制的,卫星重约774KG,采用铝峰巢结构,主体呈柱形,直径为1.5m。
卫星的供电部分为对日定向太阳能电池帆板,板面始终对准太阳,为卫星不断地提供电力,同时给镍镉电池充电,保证在地影区卫星仍能正常工作。
星体底部装有多波束定向螺旋天线阵,能发射L1和L2波段的信号,其波束方向图能覆盖约半个地球,星体两端面上装有全向遥测遥控天线,用于与地面监控网通,GPS卫星上采用了铯原子钟作为频率标准,保证了所有卫星能够在一个月或者更长时间内独立工作而无需地面校正,也保证了精密定位的要求,此外,卫星上还装有姿态控制系统和轨道控制系统。
(21+3)颗GPS卫星分布在互成60度的6个椭圆形轨道上,轨道倾角为55度,每个轨道面上布设4颗卫星,卫星轨道的长半轴为26609Km,偏心率为0.01,卫星运行高度为2020Km,运行周期为12h。
此轨道参数能保证卫星信号覆盖地面面积的38%,地球上任何一点任何时刻均能够同时观测到至少4颗GPS卫星,当波束覆盖区域内,用户接收到的卫星信号强度近似相等,即用定位的卫星信号信噪比近似相等。
GPS卫星的作用是向广大用户连续不断的发送导航信号(又称GPS信号),并用导航电文报告自己的现时位置以及其他在轨道卫星的概略位置:接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令—如适时地改正运行偏差,或者起用备用时钟等命令:在飞越注入上空时,接收由地面注入站用S波段发送到卫星的导航电文和其他相关信息,并通过GPS信号形成电路适时地发送给广大用户。
GPS卫星在空间的缝补如图2-2所示。
2.地面控制部分GPS的地面控制部分主要用来测量和计算每颗卫星的星历,编辑成电文发送给卫星,即卫星所提供的广播星历。
地面控制部分由1个主控站、3个注入站和5个检测站组成,主控站位于Colorado Springs的联合空间执行中心,3个注入站分别设在大西洋、印度洋和太平洋的Kwajalein岛、5个检测站设在主控站和3个注入站以及Hawaii岛。
GPS基础知识
GPS基础知识GPS基础知识.txt有谁会对着自己的裤裆傻笑。
不敢跟他说话却一遍一遍打开他的资料又关上。
用了心旳感情,真旳能让人懂得很多事。
╮如果有一天,我的签名不再频繁更新,那便证明我过的很好。
GPS基础知识驾车出行,在陌生的道路上,该往哪个方向走,哪条路最近,是停车问路还是低头看地图?都不用。
移动GPS卫星导航系统将给你包打天下。
一、GPS相关基础知识GPS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。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部(GPS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)。
由于GPS系统受美国政府拥有和控制,在非常时期(如战争期间),民用GPS服务可能会受到影响。
1、定位导航技术的发展按照定位导航所依赖的参照物,定位导航技术的发展分为两个阶段:被动利用参照物阶段和主动建立参照物阶段。
被动利用参照物阶段:人类综合利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。
主动建立参照物阶段:二十世纪后,随着科学技术水平的不断提高,人类的思维从被动地利用宇宙中的参照物(如星体)扩展到主动地建立和利用人为的参照物来开发更精密的导航定位系统。
根据人为参照物的位置不同,主动阶段又可分为地基导航系统和空基导航系统。
(地基导航系统:地基导航系统主要由在世界各地适当地点建立的位于地面的无线电参考站组成,接收机通过接收这些参考站发射的无线电电波并由此计算接收机到发射站的距离。
目前大约有100种不同类型的地基导航系统正在运行,其中最著名的有劳兰系统(Loran C/D)、奥米加系统(OMEGA)、甚高频全向无线电信标系统(VORTAC)等。
由于地基导航系统的无线电发射参考站都建立在地球表面上,因此它们只能用来确定物体的水平位置,即只能进行二维定位,给出位置的经纬度信息。
gps相关知识
gps相关知识
全球定位系统(GPS)是一种卫星导航系统,由美国国防部开发和维护,为全球用户提供位置、时间和速度信息。
GPS通过向地面接收器发送信号来工作,这些信号由GPS卫星发射。
接收器接收到信号后,通过测量信号传播时间来确定接收器和卫星之间的距离。
通过这种方式,接收器可以确定其在地球上的位置、高度、速度和时间。
GPS具有许多应用,包括军事、民用和商业领域。
在军事领域,GPS被广泛用于导航、导弹制导和空中打击等方面。
在民用领域,GPS被用于车辆导航、气象观测、航空交通控制、农业和野生动物追踪等方面。
在商业领域,GPS被用于物流、运输和供应链管理等方面,以提高效率和降低成本。
要使用GPS,用户需要一个GPS接收器。
接收器可以是手持设备、车载设备或固定设备,具体取决于使用场景。
手持设备通常用于户外活动和探险,车载设备用于导航和交通信息,而固定设备则用于长期监测和观测。
除了GPS外,还有其他卫星导航系统,如俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo 和中国的BDS(北斗卫星导航系统)。
这些系统可以相互补充,提供更广泛的服务和更好的覆盖范围。
总之,GPS是一种重要的卫星导航系统,具有广泛的应用和影响。
随着技术的不断发展和进步,GPS的应用将更加广泛和深入。
GPS基本知识
、GPS定位原理
GPS接收机的定位实际是就是通过计算接收机距不同卫星的距离来完 成的:如果接收机知道它离第一颗卫星的距离,接收机在宇宙中可能的位 置就是一个球;如果接收机同时知道它离第二颗卫星的距离,接收机可能 的位置就是两个球的交线;如果接收机同时知道它离第三颗卫星的距离, 那么接收机的可能位置就是三个球的两个交点。那这两个交点到底哪个是 真正的位置点呢,其实非常好判断:一个点在距离地表10公里之内,一个 点在距离地表几千公里以外,你说哪个是?
六、GPS卫星信号的遮闭
基于GPS系统的原理,GPS接收机强烈依赖于直接接收 到卫星信号,换句话说,严重依赖于接收机“看到”的天空 的范围——天空范围越大,接收机收到的来自不同卫星的卫 星信号就越多,就越能准确地定位。 GPS 接受机接收的是从卫星来的1575.42 MHz微波信号,所 有的自然天气现象不会遮闭GPS信号,当然对定位精度有影 响。因为卫星发射功率及距离原因,该信号比同频率的背景 噪声小100倍,比现在穿过你身体的广播信号小上千倍。 GPS手持机使用复杂的数字信号技术把真正有用的信号过滤 出来。所以一般的无线电干扰对GPS接收机并不构成威胁, 真正有威胁的是物体的遮挡。 GPS微波信号的穿透能力: 所有金属实体会完全遮闭GPS信号。注意含有金属涂层 的汽车贴膜对GPS也有遮闭作用。 厚度为1厘米以上的水体(液态)会完全衰减GPS信号至 不可用。
一般民用GPS使用的是GPS系统的L1载波,频率为 1575.42 MHz。在这个载波频率上面以调相方式加载了两种 不同的伪随机噪声码:也就是C/A码和P码。C/A码是用于 民用的测距码,码长为1023个码元,即1023次从数字零到数 字1的跳动,这1023个码元每秒重复1000次,即1.023MHz, 或 每一百万分之一秒跳动一次。P码是军用码,码长非常长, 码速为10.23MHz,即每千万分之一秒跳动一次。 由于GPS接收机通过对比码元的跳动来计算从卫星到接 收机的时间,然后再转换成距离,显而易见,P码的时间精 度高了10倍,距离精度也就高了10倍:现代信号处理技术计 算码元跳动的时间精度是码宽的百分之一,一百万分之一 秒折合出来的距离是300米,它的百分之一就是3米。而P码 的精度是这个数值的十分之一,即0.3米。换句话说,在计 算某个卫星距离接收机的实际距离的时候,C/A码的理论精 度是3米。
GPS导航系统知识介绍
GPS导航系统知识介绍(全面了解卫星导航)Gps应用知识11.GPS系统组成GPS gloabal Positioning System,这玩意是美国人搞的。
主要分三大块,地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机。
简单唠叨唠叨先说说设备,当然大个的都是老美给咱准备好的,地上,有一个主控制站,当然在老美的本土了,在科罗拉多。
三个地面天线,五个监测站,分布在全球。
主要是收集数据,计算导航信息,诊断系统状态,调度卫星这些杂事。
天上,有27颗卫星,距离地面20200公里。
27颗卫星有24颗运行,3颗备用。
这些卫星已经更新了三代五种型号。
卫星发射两种信号:L1和L2。
L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。
卫星上的时钟采用铯原子钟或铷原子钟,计划未来用氢原子钟,比我的手表准。
手里,就是接收机了。
大大小小,千姿百态,有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。
一般常见的手持机接收L1信号,还有双频的接收机,做精密定位用的。
2.关于GPS接收机GPS现在一般都是12通道的,可以同时接收12颗卫星。
早期的型号,比如GARMIN 45C就是8通道。
GPS接收机收到3颗卫星的信号可以输出2D(就是2维)数据,只有经纬度,没有高度,如果收到4颗以上的卫星,就输出3D数据,可以提供海拔高度。
但是因为地球自己的问题,不是太标准的圆,所以高度数据有一些误差。
现在有些GPS接收机内置了气压表,比如etrex的SUMMIT和VISTA,这些机器根据两个渠道得到的高度数据综合出最终的海拔高度,应该比较准确了。
GPS接收机的第一次开机,或者开机距离里上次关机地点超过800KM以上,因为接收机里存储的星历都对不上了,所以要在接收机上重新定位。
GPS接收机的使用要在开阔的可见天空下,所以,屋里就不能用了。
手持GPS的精度一般是误差在10米左右,就是说一条路能看出走左边还是右边。
精度主要依赖于卫星的信号接收,和可接收信号的卫星在天空的分布情况,如果几颗卫星分布的比较分散,GPS接收机提供的定位精度就会比较高。
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。
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一、GPS概述GPS又称全球定位系统(Global Positioning System)。
美国从上世纪70年代开始研制,于1994年全面建成。
具有在海、陆、空进行全方位三维实时导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
GPS目前在我国成功的应用在大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,它的问世给测绘领域带来了深刻的技术革命。
(一)GPS系统的特点1.全球,全天候工作能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间。
不受天气的影响。
2.定位精度高单机定位精度优于10米,如果采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
3.应用广在测量、导航、测速、测时等方面广泛应用,其应用领域不断扩大。
(二)GPS系统的组成GPS由三个独立的部分组成:1.空间部分:空间部分由21颗工作卫星和3个备用卫星组成。
均匀的分布在6个卫星轨道上,备用卫星随时可以替代发生故障的工作卫星。
2.地面监控系统:1个主控站,3个注入站,5个监控站。
3.用户接收机:接收GPS卫星发射信号,以获得导航和定位信息,经数据处理,完成导航和定位工作。
接收机由主机、天线和电源组成。
二、GPS定位原理(一)伪距差分原理在基准站上,观测所有卫星,根据基准站已知坐标和各卫星的坐标,求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。
再与伪距比较,得出伪距改正数,将其传输至用户接收机,提高定位精度。
这种差分,能得到米级定位精度。
(二)载波相位差分原理载波相位差分技术又称RTK(Real Time Kinematic)技术,是实时处理两个测站载波相位测量的差分方法。
即将基准站采集的载波相位发给用户接受机,进行求差解算坐标。
载波相位差分可使定位精度达到厘米级。
三、GPS性能简介ETrex Venture的操作关键是五个主页的调用。
(一)仪器的按键极其功能:1.鼠标键:按下后放开,对所选择菜单或选项确认。
按下并保持,把当前的位置标定为航路点。
对鼠标键上下/左右移动,可以将光标移到选项或菜单上,移动到屏幕上的按键、图标上,能输入中文和数据,移动地图页面箭头。
2.翻页键:按下后放开,循环显示各个页面。
3.电源键:按下并保持,可以开机或关机。
4.缩放键:按下并保持,当在地图页面时放大或缩小比例尺。
5.查找键:按下后放开,访问查找菜单。
(二)常见名词含义1.航点:GPS接收机所有的点,都可以称为航点。
2.航路点:由使用者自行设定的航点。
3.航线:依次经过若干航点的由使用者自行编辑的行进路线。
4.航迹:使用者已经行进过路线的轨迹。
航迹是以点的形式储存在接收机中,这些点称为航迹点。
四、GPS的使用技术(一)主菜单页面基本情况在主菜单页面上包含了:⑴存点页面——标定和记录当前位置。
⑵查找页面——查询并前往航路点。
⑶航线页面——利用沿线的航路点建立到达目的地的航线,计算面积。
⑷航迹页面——存储航迹。
⑸设置页面——设置时间、度量单位。
⑹工具页面——提供太阳和月亮的位置数据,进行面积计算。
(二)坐标转换方法(WGS84—BJ54)GPS卫星星历是以WGS84坐标系(经纬度坐标系)为根据建立的,我国目前应用的地形图属于1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系,因不同坐标系之间存在平移和旋转关系(WGS84坐标系与我国应用的坐标系之间的误差约为80—120米),所以在我国应用GPS 进行绝对定位必须进行坐标转换。
转换后的绝对定位精度可由80—120米提高到5—10米。
1.标位格式的设定(User Grid)标位格式设定为“User UTM Grid”,其中“中央经线”为用户所在地的中央子午线的经度,如北京应输入“117º00.000′″”;“投影比例”为比例参数,应输入“1.0000000”;“东西偏差”输入“500000.0”;“南北偏差”输入“0.0”.对中国用户,所有“经度起点值”均为东经(E),其他三个值相同。
操作步骤:⑴按翻页键到主菜单画面(见图),将光标移至“设置”处。
⑵向下按鼠标键,进入“单位”画面(见图),将光标移至“位置显示格式”下。
⑶向下按鼠标键,上或下移动光标,直到User UTM Grid出现,(见图)。
按输入键进入“用户坐标画面”(见图)。
⑷向下按鼠标键,光标会落在一连串数字的最左端(见图),并出现数字键盘,找到所要修改的数字位置。
⑸上下移动光标选择(0—9)中所需要的数字或字符,完成“中央子午线值”的输入。
⑹用同样的方法输入“投影比例值”和其他两个值。
⑺将光标落在“存储”处,向下按鼠标键,完成参数输入。
2.坐标系统参数的计算及输入(User)⑴坐标系统参数的计算搜集应用区域内GPS“B”级网三个以上WGS84坐标系B、L、H值及我国BJ54或西安80坐标系B、L、h、X值。
(B、L、H分别为大地坐标系中的大地纬度、大地经度及大地高,h、X 分别为大地坐标系中的高程及高程差异)。
计算不同坐标系三维直角坐标值。
计算公式:X=(N+H)cosBcosL;Y=(N+H)cosBsinL;Z=[N(1-E2)+H]sinB表5-1 不同坐标系对应椭球的有关常数表项目WGS84坐标系BJ54坐标系西安80坐标系A6378137m6378245m6378140m0.006694379990130.0066934270.006694385F1/298.2572235631/298.31/298.257(X、Y、Z为大地坐标系中的三维直角坐标;A为大地坐标系对应椭球长半轴;E为大地坐标系对应椭球第一偏心率;F为对应椭球之扁率;N为该点的卯酉曲率半径,H=h+x, N=A/(1-e2sin2B)1/2;该处H为BJ54或西安80坐标系中的大地高)求出DX,DY,DZ,DA,DF:利用WGS84坐标系的X、Y、Z及A、F值减去我国坐标系的对应值,得出实现坐标系统转换的五个参数。
(应算出WGS84与北京和西安坐标系两套参数。
)参数验证:参数计算之后必须对其进行验证。
即在应用区域内选择5个以上水准点进行实测,实测值与测绘部门提供的理论值对比,如果最大误差不大于15米,平均误差不大于10米,计算的参数可用,否则重新计算或查找出现问题的原因。
⑵坐标系统参数的输入坐标系统参数输入步骤:①移动光标到“地图基准”处,向下按鼠标键。
见图5-28(a)②选择User,向下按鼠标键。
见图5-28(b)③输入DX DY DZ DA DF 值后,按储存结束。
注意各地DA DF值相同,DX DY DZ值各不相同,其中DA=-108 DF=0.0000005(三)航路点的保存存点方法:向下按住鼠标键找到存点页面,当鼠标键下按后,当前的点作为新标定的航路点。
对此航路点可以自动编号,也可以用字母或中文命名。
依次可以完成其它点的标定与保存。
利用“查找菜单”能够查到亿标定的信息。
(四)目标点的导航GPS能够对已经存储的航路点用地图页面或导航页面可以完成导航,并到达的目的地。
导航方法:⑴按查找键显示查找菜单。
见图5-29(a)⑵用鼠标键在分类表中选择航路点。
⑶屏幕中会提示“最近的”或“按名称”,按鼠标键选择想到达的目的地的名称。
见图5-29(b)⑷如果按鼠标键选择“最近的”,屏幕中显示已经储存的最近的航路点表。
见图5-29(c)⑸选定想导航的航路点,下按鼠标键,屏幕显示该航路点的信息页面。
见图5-29(d)⑹用鼠标键选择屏幕底下的“导航”。
按鼠标键激活导航功能。
屏幕将自动转到导航页面。
见图5-29(e)⑺按照方向指示器的箭头方向行走,直到箭头指向罗盘的顶部。
如果箭头指向右边,表明目标的位置在你的右边。
如果它指向上方,说明你在去目的地的路上。
⑻当你接近航路点时屏幕会显示“到达目的地”。
⑼在地图页面或导航页面选择“停止导航”,目标点的导航完成。
(五)面积计算GPS计算的面积是由几个点作为顶点所组成的一个多边形的面积。
面积计算方法1:⑴选定某条航线,选择页面顶部的选项菜单。
⑵选定“面积计算”选项,按鼠标键确认,仪器会自动计算出面积。
(见图)面积计算方法2:⑴选择工具中的“面积计算”,按下鼠标键进入航迹求面积页面。
见图5-30(a)⑵用鼠标键按下“开始”按钮,出现图5-30(a)画面。
⑶沿着要测量的区域边界走出一个闭和轨迹。
⑷回到起点后,用鼠标键选择“结束”按钮确认,仪器会自动计算出闭合轨迹所围成的面积。
见图5-30(b)、图5-30(c)⑸如果没有走完闭合曲线就选择了“结束”按钮,计算的面积为已走过的航迹和这条连线所围成的面积。
注意:GPS只有在定位的状态下用航迹测面积方法得到的结果才准确。
测定的区域越大,计算的面积才准确。
五、GPS的应用GPS具有全天候、实时、迅速和高精度的性能,无论台式还是手持式在生产中的应用都很广泛。
(一)地籍测量中界址点的测量在土地管理工作中,为了查清土地的自然状况,利用情况以及土地权属问题应用GPS进行全区域的控制测量,首先用它建立地籍控制网确定界址点的坐标,使用单频机实测边长在10Km以内的GPS网所得的最大点位误差均在2.5cm之内。
(二)线路控制测量中的应用随着我国交通运输业的不断发展,GPS在高等级公路的设计与修建中起到了重要作用。
布设高等级GPS网,点与点之间采用导线方式联接。
通过实测网平差得出的点位误差小于1cm。
(三)在林业中的应用⑴在苗圃地测设、林地面积测定、森林植物分布区域和垂直分布带的确定,均可以利用GPS 接收机定位、存储航点和导航完成。
⑵在全国森林资源清查中,对布设的固定样地定位,能够将样地号存储到接收机中。
在固定样地复位时,使用接收机快速准确地导航到目标点。
⑶GPS在飞播造林及利用飞机喷撒农药中利用导航技术将种子和农药有效的飞撒到目的地上。
同时,GPS在森林防火中起到实时监控作用。