全球定位系统的组成及信号结构

CLOCK :
RB, RB, RB, RB, RB, RB, CS, CS, RB, RB, RB, RB, RB, RB
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的地面监控部分
GPS的地面监控部分 ①
• 地面监控部分 （Ground Segment）
– 组成
• 主控站：1个
GPS的空间部分⑤
• GPS卫星
– 作用：
• 接收、存储导航电文 • 生成用于导航定位的信号（测距码、载波） • 发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测
距码和导航电文） • 接受地面指令，进行相应操作 • 其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。
– 主要设备
• 太阳能电池板 • 原子钟（2台铯钟、2台铷钟） • 信号生成与发射装置
GPS的地面监控部分⑤
• 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）
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的用户部分
GPS的用户部分①
• 组成
– 用户 – 接收设备
• 接收设备
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS的空间部分②
• GPS卫星星座
– 设计星座：21+3 – 21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星 – 保证在每天24小时的任何时刻，在高度角15以
上，能够同时观测到4颗以上卫星 – 当前星座：28颗
GPS原理及其应用
能力为180天，SV35和SV36带有激光反射棱镜 – Block ⅡR （Replacement/Replenishment）：卫星间可相互
跟踪相互通讯 – Block ⅡF（Follow On）：新一代的GPS卫星,增设第三民
用频率
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS的空间部分⑦
Block IIA
Block IIA
Block IIR
Block IIR
Block IIR
Block IIF
不同类型的GPS卫星
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS的空间部分⑧
• 当前的卫星状态
SUBJ: GPS STATUS
CLOCK :
CS, CS, CS, RB, CS, RB, RB, RB, CS, CS, RB, RB, RB, CS
BLOCK II: PRNS 16, 17, 18, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31
PLANE : SLOT B1, D6, E4, E1, D3, E2, D1, A2, F2, A4, B3, F5, B2, C3
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS的空间部分⑥
• GPS卫星（续）
– 类型
• 试验卫星：Block Ⅰ • 工作卫星：Block Ⅱ
– Block Ⅱ：存储星历能力为14天，具有SA和AS地能力 – Block ⅡA （Advanced）：卫星间可相互通讯，存储星历
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS的空间部分③
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS的空间部分④
• GPS卫星的地面轨迹
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS原理及其应用
第二章 全球定位系统的组成及信号结构
§2.1 全球定位系统的组成 §2.2 GPS卫星的信号结构
GPS原理及其应用
§2.1 全球定位系统的组成
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成
GPS的系统组成
• GPS系统由三部分组成
– 空间部分 – 地面控制部分 – 用户设备部分
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
GPS的空间部分①
• GPS的空间部分的组成
– GPS卫星星座
• 6个轨Baidu Nhomakorabea面
• 平均轨道高度 20200km
• 轨道倾角55
• 周期11h 58min （顾及地球自转， 地球-卫星的几何 关系每天提前 4min重复一次）
26 MAR 2004
1. SATELLITES, PLANES, AND CLOCKS (CS=CESIUM RB=RUBIDIUM):
A. BLOCK I : NONE
B. BLOCK II: PRNS 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15
PLANE : SLOT F4, B5, C2, D4, B4, C1, C4, A3, A1, E3, D2, F3, F1, D5
GPS的地面监控部分④
• 主控站（1个）
– 作用：
• 管理、协调地面监控系统各 部分的工作，
• 收集各监测站的数据，编制 导航电文，送往注入站将卫 星星历注入卫星，
• 监控卫星状态，向卫星发送 控制指令；
• 卫星维护与异常情况的处理。
– 地点：美国科罗拉多州法尔 孔空军基地。
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的地面监控部分
• 监测站：5个 • 注入站：3个
G P S卫 星
• 通讯与辅助系统
监测站
主控站
注入站
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的地面监控部分
GPS的地面监控部分②
• 地面监控部分 （Ground Segment）（续）
– 分布
主控站
太
大
印
西
度
平 洋
洋
洋
监测站
注入站
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的地面监控部分
GPS的地面监控部分③
• 监测站（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、主控站 及三个注入站。
GPS原理及其应用
全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的地面监控部分