全球定位系统(GPS)简介解读
全球定位系统的名词解释
全球定位系统的名词解释引言：全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是一种接收从空间中的卫星发送的信号以确定地球上任何一点准确位置的技术。
GPS已经成为现代社会不可或缺的一部分，广泛应用于航空航海、军事、交通导航、地理测量、旅游导航等领域。
本文将对GPS的相关名词进行解释和阐述，以帮助读者更好地理解GPS 技术的含义和应用。
一、卫星导航系统（Satellite Navigation System）卫星导航系统是指利用一组卫星来提供全球范围内的导航服务的系统。
GPS就是其中最有名的一种卫星导航系统，通过追踪和计算卫星信号的时间和位置，可以确定接收器所处的准确位置。
同时，其他国家也构建了自己的卫星导航系统，如中国的“北斗导航系统”和俄罗斯的“格洛纳斯系统”。
二、卫星（Satellite）卫星是通过人造方式被送入地球轨道并围绕地球运行的天体。
卫星在GPS系统中起到非常重要的作用，它们发送着信号，提供着位置和时间的信息。
目前，GPS系统中共有30颗左右的卫星，它们以特定的轨道运行，确保全球任何地方都能接收到有效的信号。
三、接收器（Receiver）接收器是指用于接收和处理卫星信号的设备。
在GPS系统中，接收器用于接收卫星发送的信号，解析信号中包含的时间和位置信息，并计算出接收器所处的精确位置。
接收器的发展使得GPS技术能够应用于各个领域，从普通手机上的导航功能到精密的地理测量仪器。
四、导航（Navigation）导航是指通过确定位置并计算出行的方向和距离来指引人们前往目的地的过程。
GPS通过卫星信号定位来实现导航功能，无论是陆地、海洋还是天空，只要接收器能接收到卫星信号，都可以利用GPS导航系统进行准确定位和导航。
五、精度（Accuracy）精度是指测量结果与真实值之间的接近程度。
在GPS系统中，精度表示了接收器所计算出的位置与实际位置之间的误差大小。
GPS接收器的精度受到多种因素的影响，如信号干扰、地形和大气条件等。
GPS_百度百科
GPS_百度百科一、GPS的基本概念和原理GPS，全称为全球定位系统（Global Positioning System），是一种基于卫星导航系统的定位技术。
它由一系列的卫星、地面控制站和用户设备组成，能够准确测量地球上任意点的位置坐标，并提供导航、定位等功能。
GPS的原理主要基于三个方面：卫星发射的信号、接收器接收的信号和测量时间。
首先，GPS系统中有24颗卫星（包括备用卫星），它们通过人造卫星轨道在地球上的分布。
这些卫星以恒定速度绕地球旋转，每颗卫星每天都会固定几次跟踪站的位置，并通过无线电信号发送卫星的位置信息。
其次，GPS接收器位于地面或者其他移动设备中，用来接收卫星发射的信号。
接收器会接收到至少四颗卫星的信号，并通过测量信号的传播时间来计算接收器到每颗卫星的距离。
通过将这些距离进行三角测量，GPS接收器能够确定接收器所在的位置。
最后，GPS接收器需要测量时间来确定信号传播的速度，并精确计算出定位信息。
GPS接收器内置一个高精度的原子钟，用来测量信号传播的时间。
接收器通过比较卫星发射信号的时间和它接收到信号的时间差来计算信号的传播时间，从而得出定位信息。
二、GPS的应用领域GPS的应用广泛，涵盖了几乎所有与位置有关的领域。
下面简要介绍几个主要的GPS应用领域：1.车辆导航和交通管理：GPS可以实时导航汽车、飞机等交通工具，提供最佳路线和交通信息，并帮助交通管理部门监控交通流量和疏导交通。
2.航海和航空：GPS已经成为航海和航空领域的重要工具，可用于船舶和飞机的导航定位、航线规划等。
3.军事应用：GPS最初是作为军事导航系统而研发的，现在仍广泛应用于军事领域，用于战术导航、目标定位、军事通信等。
4.地质勘探和测绘：GPS能够提供高精度的地球表面位置坐标，因此在地质勘探、测绘和地质灾害预警等方面有重要应用。
5.环境监测和气象预测：GPS可以用于监测大气湿度、气压和大气延迟等数据，从而提供准确的气象预测和环境监测。
GPS全球定位系统工作原理和精度分析
GPS全球定位系统工作原理和精度分析引言：全球定位系统（GPS）是一种利用地球上的卫星系统来确定和跟踪目标位置的技术。
它的原理是利用地面接收器接收来自卫星的信号，并通过运算来计算目标的位置坐标。
本文将介绍GPS的工作原理和精度分析。
一、GPS的工作原理GPS系统由三个基本组件组成：卫星系统、控制系统和用户接收器。
1.1 卫星系统GPS系统使用24颗工作卫星，它们均匀分布在地球的轨道上，确保在任何时间和任何地点都能接收到至少4颗卫星的信号。
这些卫星以恒定的速度绕地球运行，并以精确的时间间隔发射信号。
1.2 控制系统GPS系统的控制系统由地面站组成，负责监控和维护卫星的运行状态。
地面站通过精确的测量和计算，提供卫星的轨道参数和钟差数据，以确保卫星信号的准确性。
1.3 用户接收器用户接收器是GPS系统的最后一个组件，用于接收来自卫星的信号，并利用这些信号计算目标的位置。
用户接收器通常由天线、接收器和计算模块组成。
它通过测量卫星信号的到达时间差来计算目标的位置。
用户接收器通过接收至少4颗卫星的信号来确定三维坐标，并通过对这些信号的计算来获取目标的精确位置。
二、GPS的精度分析GPS系统的精度可以受到多种因素的影响。
以下是一些主要因素：2.1 卫星几何卫星几何是指卫星的相对位置和高度。
如果卫星分布很均匀，覆盖范围广，GPS系统的精度就会更高。
2.2 天气条件恶劣的天气条件，如大雨、大雪或浓雾，会影响GPS信号的传播和接收。
此外，太阳活动也可能干扰GPS系统的信号传输，导致精度下降。
2.3 接收器性能用户接收器的性能也会对GPS的精度产生影响。
高质量的接收器通常具有更好的灵敏度和抗干扰能力，能够提供更准确的测量结果。
2.4 接收器位置用户接收器的位置也对GPS系统的精度产生影响。
建筑物、树木或其他遮挡物可能阻挡卫星信号的接收，从而影响GPS定位的准确性。
2.5 信号传播延迟GPS信号在通过大气层时会受到传播延迟的影响。
GPS的基本概念和作用
GPS的基本概念和作用一、GPS系统概念Global Positioning System)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。
全球定位系统由三部分构成：(1)地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；(3)用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。
全球定位系统的主要特点：(1)全天候；(2)全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。
全球定位系统的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。
GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
GPS原理24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
6.2全球定位系统(GPS)
1、全球定位系统概述（1）GPS的概念及其发展GPS是英文缩写，其全名为Navigation System Timing and Raging／Global positioning System，即。
"授时与测距导航系统／全球定位系统".全球定位系统GPS，于1973年由美国政府组织研究，耗费巨资，历经约20年，于1993年全部建成。
该系统是伴随现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星导航和定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的三维测速、导航、定位与授时能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。
该系统的研制成功已成为美国导航技术现代化的重要标志，被视为本世纪继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。
全球定位系统的研制，最初主要用于军事目的。
如为陆海空三军提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测、应急通讯和爆破定位等方面，其作用已在1991年海湾战争中得到了证实。
以美国为首的多国部队所持有的17000台GPS接收机被认为是作战武器的效率倍增器，是赢得海湾战争胜利的重要技术条件之一。
随着GPS系统步入试验和实用阶段，其定位技术的高度自动化及所达到的高精度和巨大的潜力，引起了各国政府的普遍关注，同时引起了广大测量工作者的极大兴趣。
特别是近几年来，GPS定位技术，在应用基础研究、新应用领域开拓、软硬件开发等方面都取得了迅速发展。
目前，GPS精密定位技术已经广泛地渗透到了经济建设和科学技术的许多领域，尤其是在大地测量学及其相关学科领域，如地球动力学、海洋大地测量学、天文学、地球物理和资源勘探、航空与卫星遥感精密工程测量、变形监测、城市控制测量等方面的广泛应用，充分显示了这一卫星定位技术的高精度和高效益。
这预示测绘界将面临着一场意义深远的变革，从而使测绘领域步入一个崭新的时代。
在我国测绘行业，GPS的应用起步较晚，但发展速度很快。
测绘工作者们在GPS 应用基础研究和实用软件开发等方面取得了大量的成果；从而为GPS技术在我国全面推广提供了技术保证。
GPS定位原理及介绍
GPS定位原理及介绍GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是一种利用人造卫星进行导航和定位的技术。
它由多颗卫星和地面控制站组成，可以提供全球范围内的三维定位服务。
GPS的原理是基于三角定位原理。
GPS接收器接收到来自多颗卫星的信号，并测量信号的传播时间来计算距离。
通过同时接收多颗卫星的信号，接收器可以利用三角定位原理计算出自己的位置。
GPS系统主要由三部分组成：卫星系统、地面控制站和用户接收器。
卫星系统是GPS系统的核心部分，由24颗运行在中轨道上的卫星组成。
这些卫星以几乎相同的轨道和速度运行，并在全球范围内分布，以确保至少有四颗卫星同时可见。
地面控制站用于监控卫星的运行状态和轨道参数，并传输相关数据给卫星。
用户接收器是GPS系统的终端，用于接收卫星信号并进行定位计算。
GPS定位的过程包括信号传播延迟补偿、距离计算、定位计算和坐标转换。
首先，接收器需要对接收到的卫星信号进行补偿，以消除信号传播过程中的延迟，得到准确的传播时间。
接下来，通过测量接收到的卫星信号的传播时间，可以计算出接收器与卫星之间的距离。
通过同时测量多颗卫星的距离，可以利用三角定位原理计算出接收器的二维位置。
最后，通过测量接收到的卫星信号的相位差，可以计算出接收器与卫星之间的高度差，从而得到接收器的三维位置。
GPS定位具有精度高、全球覆盖、实时性好等特点，已广泛应用于航空航天、军事、交通、测绘、导航、地质勘探等领域。
在航空航天领域，GPS技术可以用于导航系统、卫星轨道确定、导弹制导、飞行控制等方面，为飞行员提供准确的定位和导航信息。
在军事领域，GPS技术可以用于士兵定位、导弹导航、军舰航行等方面，提升军队的作战能力。
在交通运输领域，GPS技术可以用于车辆导航、交通监控、路况预测等方面，提供准确的导航服务和交通管理信息。
在测绘领域，GPS技术可以用于地图制作、地质勘探、土地测量等方面，提高测绘精度和效率。
《全球定位系统及其应用》 讲义
《全球定位系统及其应用》讲义一、全球定位系统（GPS）的概述全球定位系统，简称 GPS，是一种基于卫星的导航系统，能够为全球用户提供高精度的定位、导航和定时服务。
它由美国国防部开发并维护，最初主要用于军事目的，但随着技术的发展和普及，如今已广泛应用于民用领域，深刻改变了人们的生活和工作方式。
GPS 系统由三部分组成：空间部分、地面控制部分和用户设备部分。
空间部分由 24 颗卫星组成，这些卫星分布在 6 个轨道平面上，以确保在地球上的任何地点、任何时间都能接收到至少4 颗卫星的信号。
这些卫星不断地向地球发送包含其位置和时间信息的无线电信号。
地面控制部分包括主控站、监测站和注入站。
主控站负责管理和协调整个系统的运行，监测站负责监测卫星的运行状态，注入站则负责向卫星发送控制指令和更新卫星上的导航信息。
用户设备部分则是我们常见的 GPS 接收器，如手机、汽车导航仪、手持 GPS 设备等。
这些接收器通过接收卫星信号，并计算卫星与接收器之间的距离，从而确定接收器的位置、速度和时间等信息。
二、GPS 的工作原理GPS 的工作原理基于三角测量法。
当 GPS 接收器接收到来自至少 4 颗卫星的信号时，它可以通过测量信号的传播时间来计算卫星与接收器之间的距离。
由于卫星的位置是已知的，通过多个卫星的距离测量，就可以利用三角测量的原理确定接收器在地球上的位置。
具体来说，卫星发送的信号包含了卫星的位置和发送时间的信息。
接收器接收到信号后，记录下接收时间。
由于信号是以光速传播的，通过计算信号的传播时间乘以光速，就可以得到卫星与接收器之间的距离。
然而，由于时钟误差等因素的影响，测量得到的距离并不是精确的“真实距离”，而是包含了误差的“伪距”。
为了消除这些误差，GPS 系统采用了多种技术和算法，如差分 GPS、载波相位测量等，以提高定位的精度。
三、GPS 的应用领域1、交通运输在交通运输领域，GPS 发挥着至关重要的作用。
汽车导航系统是我们最为熟悉的应用之一。
GPS在精准农业中的应用
3、精准农业
精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是 由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、 定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的 系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状， 调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土 壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物 的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方 、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以 最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收 入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取 得经济效益和环境效益。
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。
• 2、 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
1998年，Wiebold等人对是否要依 据生产信息来决定抑制精准农业进行 了讨论。在美国等发达国家的大规模 经营和机械化操作条件下，精准农业 在适合规模化经营的地区发展起来， 并在美国取得了很好的经济效益。此 外，以色列、荷兰、日本和韩国等国 家也针对各国的农业特点，加快开展 了对精准农业的研究工作。
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。
3、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。
谢谢观赏
谢谢观看/欢迎下载
BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
全球定位系统(GPS)及其应用
第二节 GPS系统的构成
一、空间部分 （GPS卫星） 二、地面控制部分 （GPS监控站） 三、用户设备部分（ GPS应用软件等）
一、空间部分 （GPS卫星）
GPS系统目前共有24颗卫星（其中21颗 为工作卫星，其他3颗为备用卫星）分布 在6条固定的轨道上，绕地球运行。 每颗卫星以12h为周期，卫星向地面发 射两个波段的载波信号,连续向地面发送 关于时间和自身位置的精确信息。
其次，也为民用、商用提供定位、导航、测速、 授时等数据服务。
GPS 是一个高精度、全天候和全球性的无线电 导航、定位和授时的多功能系统（如卫星上安 置的原子钟可以精确测时），现已发展成为多 领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新 技术产业。 各民用机构和国家纷纷采用措施提高 GPS 应用 的可靠性和定位精度。一方面建立独立的 GPS 卫星测轨系统；另一方面建立独立的卫星定位 系统。
四、中国北斗导航定位系统
我国自行研制了导航定位系统－北斗导航系统， 该系统的三颗卫星，北斗导航试验卫星1a，1b， 1c 到 2003 年 5 月 25 日都已经发射升空，系统在 2001年底开通运行。 在我国 GPS 的开发研究与应用不断在深化和广 化。特别是建立了全国永久性 GPS 跟踪网和相 应的通讯网络和数据处理设施。 GPS 接收机制造与生产也从无到有，工艺水平 也不断在提高，价格大大地低于进口的同类产
此外，GPS卫星还要接收和存储地面控制 站发送的导航信息，执行监控站的监控 指令，不断调整卫星姿态及在轨信息， 保证卫星按预定的轨道运行，通过原子 钟提供精密的时间标准。
二、地面控制部分
（GPS监控站）
地面监控系统是为了测量和调整卫星的工作状 态而设置的。
地面监控系统包括1个主控站、3个注入站和5 个监测站，分布在美国本土和其他国外空军基 地。 整个 GPS 地面监控部分，除主控站外均无人值 守。各站间用现代化的通讯系统联系起来，在 原子钟和计算机的驱动和精确控制下，各项工 作实现了高度的自动化和标准化。
名词解释gps的绝对定位
名词解释gps的绝对定位GPS（全球定位系统）是一种通过卫星导航技术实现的全球绝对定位系统。
它通过一组卫星和接收器的相互配合，可以精确测定地球上任何一个点的经度、纬度以及海拔高度。
首先，GPS的定位原理主要基于信号传播和时间测量。
目前，GPS系统由24颗工作卫星和几颗备用卫星组成，它们绕在地球轨道上的高度约为20000公里。
这些卫星以高度相对固定的轨道周围旋转，它们通过广播信号将其位置和时间的数据传输到地面上的GPS接收器。
当我们使用GPS设备时，接收器会同时接收到多颗卫星发出的信号，并利用这些信号计算接收器与卫星之间的距离。
由于这些卫星的位置是已知的，接收器可以通过测量信号传播的时间差来计算距离。
通过至少三颗卫星的信号，接收器可以确定自身相对于这些卫星的位置。
当接收器能接收到更多卫星的信号时，定位的精度会更高。
在计算过程中，GPS系统需要精准地确定信号传播的时间。
为了达到这一目的，GPS接收器内置了精准的原子钟。
通过比较接收器内部的时钟与卫星信号中的时间标记，接收器可以计算出信号传播的时间。
此外，GPS系统也采用了纠正误差的技术，例如对大气层和其他影响信号传播的因素进行修正，以提高定位的准确性。
GPS的绝对定位功能应用广泛，尤其在航海、航空、交通运输、地质勘探等领域中扮演重要角色。
航海中的GPS可帮助船只确定准确的位置，从而保证安全导航。
在航空业中，飞机可以借助GPS定位确定飞行航线和目的地。
交通运输方面，GPS也被应用于车辆跟踪和物流管理。
GPS还可以用于地质勘探，帮助科学家们精确测量地壳运动和地震活动。
除此之外，GPS还深入到了我们日常生活中的各个方面。
智能手机和车载导航系统已经广泛集成了GPS技术，使我们能够方便地找到目的地。
徒步旅行者可以利用GPS设备确定所在位置，避免迷路。
此外，GPS还被用于运动追踪、户外探险以及地理信息系统（GIS）等领域。
然而，尽管GPS在定位方面非常强大和准确，但它也存在一些限制。
GPS定位系统原理简明讲解
卫星越多,定位越准确；
一般, GPS接收机可同时收到的4-11颗卫星的。位置信息。
差分定位技术
• 如果使用载波差 分或同时使用载 波 差分 及 伪 距 差 分 则 定位 精 度 可 达 5 - 10 mm
A
B
什么是RTK技术
常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进 行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位 精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real - time kinematic)方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形 测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK定 位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值，相位观测值)及已 知数据传输给流动站接收机。
三、GPS定位系统的应用
GPS在道路工程中的应用 随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线 路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足 高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控 制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的 点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度。 GPS技术也同样应用于特大桥梁的控 制测量中，可以提高点位精度，同时对 检测常规测量的支点也非常有效。
三、GPS定位系统的应用
GPS预警器 GPS预警器是通过GPS卫星在GPS预警器中设定坐标来完成的， 比如遇到一个电子眼，然后通过相关设备在电子眼的正下方设立一个坐 标，这样，使得装上这个坐标点数据的预警器到达这个点时，在达到坐 标点的前300米左右就会开始预警，告诉车主前面有电子眼测速，不能 超速驾驶，这样就起到一个预警作用。 GPStar智能GPS系统 主要由两大部分组成，即：本地的监控中心软件管理平台和远程 的GPS智能车载终端。远程的GPS智能车载终端将车辆所处的位置信 息、运行速度、运行轨迹等数据传回到监控中心，监控中心接收到这 些数据后，会立即进行分析、比对等处理，并将处理结果以正常信息 或者报警信息两类形式显示给管理员，由管理员决定是否要对目标车 辆采取必要措施。
全球定位系统简介GPS
GLONASS系统从理论上有24颗卫星，但由于卫星使用寿命和资金紧张等问题， 实际上目前只有8颗。
GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m。
加俐略系统
系统组成： ①卫星星座：由3个独立的圆形轨道，30颗GNSS卫星组
大气层的影响 多路径效应 卫星轨道误差 卫星钟差 地球自转 相对论效应 已知点坐标偏差 天线相位中心
多路径效应
在GPS测量中，如果测站周围的反 射物所反射的卫星信号（反射波） 进入接收机天线，这就将和直接来 自卫星的信号（直接波）产生干涉， 从而使测量值偏离真值产生所谓的" 多路径误差"。这种由于多路径的信 号传播所引起的干涉时延效应被称 作多路径效应。
载波相位和差分定位技术的应用使测量定 位精度可以达到毫米级精度
GPS接收机分类
导航型 测量型 授时型
单频 L1 双频 L1 L2
测量型接收机
静态接收机 RTD 实时差分
Real Time Difference DGPS 信标机 RTK 实时动态
Real Time Kinematic RTG
差分GPS定位技术
在GPS定位过程中，存在三部分误差。一 部分是对每一个用户接收机所共有的，例 如：卫星钟误差、星历误差、电离层误差、 对流层误差等；第二部分为不能由用户测 量或由校正模型来计算的传播延迟误差； 第三部分为各用户接收机所固有的误差， 例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。 利用差分技术第一部分误差可完全消除， 第二部分误差大部分可以消除。第三部分 误差则无法消除，只能靠提高GPS接收机 本身的技术指标
单点定位
首先我们可以得到GPS卫星的位置；其 次，我们又能准确测定我们所在地点A至 卫星之间的距离，那么A点一定是位于以 卫星为中心、所测得距离为半径的圆球 上。进一步，我们又测得点A至另一卫星 的距离，则A点一定处在前后两个圆球相 交的圆环上。我们还可测得与第三个卫 星的距离，就可以确定A点只能是在三个 圆球相交的两个点上。根据一些地理知 识，可以很容易排除其中一个不合理的 位置。
全球定位系统的概念
∙全球定位系统的概念：全球定位系统（Globalposition ingsystem，简称GPS）是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。
全球定位系统(CPS)是利用卫星星座来获得地面某点经纬度和高程的系统，是当代航天技术、无线电通信技术和计算机技术的结晶。
美国国防部为满足军事部门对海、陆、空设施进行高精度定位和导航的要求，于1994年建成了以定位、导航卫星为依托的全球定位系统。
GPS卫星所发射的空间定位信息覆盖整个地球表面，因此可以对地球表面上的任一点、任一物体进行全天候的精密三维定位和导航。
∙全球定位系统的特点：（1）全球，全天候工作。
（2）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。
（3）定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
（4）功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GP S不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用．而且其应用领域不断扩大。
全球定位系统的组成：（1）GP S卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。
GP S卫星星座记作（2l+3）GPS星座。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平各个轨道平面之间的夹角为60度。
（2）地面监控系统对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。
星的位置是依据卫星发射的星历——描述卫星运动及其轨道的参数算得的。
每颗GP S 卫星所播发的星历是由地面监控系统提供的。
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。
地面监控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的时间求出钟差。
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。
GP S工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
地面监控系统监测站—获取GPS数据，并将数据送至主控站。
全球定位系统概述
1.什么是全球定位系统（GPS）全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、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，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
它对地面监控部实行全面控制。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。
它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
全球定位系统(GPS)详解
全球定位系统（GPS）详解全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、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，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
它对地面监控部实行全面控制。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。
它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
GPS_百度百科
目录
GPS与相对论关系
GPS构成1.空间部分
2. 地面控制系统
3.用户设备部分
GPS术语
GPS原理
GPS定位原理
相对论为GPS提供了所需的修正
GPS前景
GPS特点
GPS功用
4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系统 5.GPS General Phonetic Symbols 捷易读注音符
编辑本段GPS原理
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
全球定位系统原理
全球定位系统原理一、引言全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是由美国国防部研发的一种用于确定地球上任意位置的系统。
它利用一组卫星、地面控制站和用户设备共同工作，通过测量卫星信号的传播时间来确定用户的位置。
本文将介绍GPS的工作原理、组成部分以及应用领域。
二、GPS的工作原理GPS系统的工作原理基于三角测量原理和时差测量原理。
首先，GPS系统由至少24颗运行在中轨道的卫星组成，这些卫星以不同的轨道高度和方位角分布在地球周围。
当用户设备接收到至少4颗卫星的信号后，就可以通过测量信号的传播时间来计算用户位置。
具体来说，GPS接收设备会同时接收多颗卫星发射的信号，并记录下信号到达设备的时间。
由于信号的传播速度是已知的，通过测量信号传播的时间差可以计算出用户设备与每颗卫星之间的距离。
根据三角测量原理，至少3颗卫星的距离信息就可以确定用户设备的位置。
为了提高定位的准确性，GPS系统通常会使用4颗或更多卫星的信号进行定位计算。
三、GPS的组成部分GPS系统由卫星、地面控制站和用户设备三个主要组成部分构成。
1.卫星：GPS系统中的卫星是核心组成部分，它们以高度约为2万公里的中轨道运行，每颗卫星都携带有高精度的原子钟。
这些卫星以不同的轨道高度和方位角分布在地球周围，确保在任何时间、任何地点都能接收到至少4颗卫星的信号。
2.地面控制站：地面控制站负责监控卫星的运行状态，对卫星进行定时校准和轨道修正。
地面控制站还负责生成并广播卫星的导航消息，这些消息包含了卫星的轨道参数、时钟校准信息等，用户设备通过接收这些导航消息可以计算出卫星的精确位置和时间。
3.用户设备：用户设备是GPS系统的终端，它们可以是GPS导航仪、智能手机等。
用户设备通过接收卫星发射的信号，并测量信号传播的时间差来计算自身的位置。
用户设备还可以通过接收地面控制站广播的导航消息来校准卫星信号，提高定位的准确性。
四、GPS的应用领域GPS技术在现代社会中广泛应用于各个领域。
10 什么是GPS全球卫星定位系统
什么是GPS全球卫星定位系统GPS全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统．早期仅限于方使用，由美国国防部（Depart of Defense，DoD）所计划发展，其目的针对事用途，例如战机、船舰、车辆、人员、攻击标的物的精确度定位等．时至今日，GPS早已开放给民间作为定位使用，这项结合太空卫星与通讯技术的科技，在民间市场已正蓬勃地展开，除了能提供精确的定位之外，对于速度、时间、方向及距离亦能准确的提供讯息，运用的范围相当广泛．一、 GPS 是什么全球定位系统属于美国第二代卫星导航系统，是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验．和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成．该系统的空间部分使用 24 颗高度约2．02 万千米的卫星组成卫星星座．21＋3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度．卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）．这就提供了在时间上连续的全球导航能力．GPS卫星已发展至Block II型式的定位卫星，由Rockwell International 制造，在轨道上重量约1,900 磅，太阳能接收板长度约17 呎，于1994年完成第24颗卫星的发射．因此目前太空中有24颗GPS卫星可供定位运用，绕行地球一周需12恒星时，每日可绕行地球2周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，至少有4颗以上的卫星出现在我们的上空．目前全球有五个地面卫星监控站，分布于夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多泉，这些卫星地面控制站，同时监控GPS卫星的运作状态及它们在太空中的精确位置，主地面控制站更负责传送卫星瞬时常数（Ephemera's Constant）及时脉偏差（Clock Offsets）的修正量，再由卫星将这些修正量提供给GPS接收器作为定位运用．二、GPS 的发展1957 年由苏联发射的史波尼克(Sputnik)人造卫星，它是人类历史上的第一颗人造卫星，至第二次时，美国麻省理工学院无线电实验室成功的开发了精密导航系统，以利用陆地上的无线电基地台为架构，计算无线电波长及电波到达的时间并以三角定位法计算出自己所在的位置，以当时的技术来说，虽然误差到达一公里以上，但在当时的运用却是相当广泛．当苏联成功的发射第一颗人造卫星时，美国约翰霍普金斯大学 (John Hopkims Univer--sity)展示了可以由人造卫星的无线电讯号的杜卜勒移动现象来定出个别的卫星运行轨道参数，虽然这只是逻辑上的一点小进展，但假如我们能够得到卫星运行轨道参数，那么我们就能计算出在地球上的位置．1960～1970 年之间，美国和苏联开始研究利用事卫星来做导航用途，到了1974年，方对GPS做了整合，即是我们现在所熟知的Navstar系统．1980 年代后期开始，所有Navstar系统的商业运用均归美国海岸防卫队负责，现在GPS已和地面基地台为架构的LORAN和OMEGA无线电导航系统结合，成为美国国家导航信息服务的一环．GPS 实施计划共分三个阶段：第一阶段为方案论证和初步设计阶段．从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星，研制了地面接收机及建立地面跟踪网．第二阶段为全面研制和试验阶段．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．第三阶段为实用组网阶段．1989 年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明 GPS 系统进入工程建设阶段．1993年底实用的GPS网即（21＋3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星．全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统．随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活．经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、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，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解算用户位置时，需考虑误差影响。公式中包 括了接收机和卫星钟的钟差、对流层、电离层误差 等，还包括其他观测误差。 在伪距定位中可将卫星钟钟差作为已知值；电 离层、对流层等延迟误差均有相应的模型改正，电 离层延迟还可进行双频改正。 式中最后包含4个未知数，包括用户的三维坐 标以及接收机钟差。同步观测4颗以上卫星，利用 平差方法便可求得用户的三维位置。
④ 此外还包括地球自转在内的其他误差。
GNSS误差项
卫星星历误差
与卫星有关的误差
卫星钟钟差 相对论效应 电离层延迟
与信号传播有关的误差
对流层延迟
多路径效应 接收机钟钟差
与接收机有关的误差
接收机相位中心误差
接收机位置误差 引力延迟
其他误差
地球自转 地球固体潮 其他
GPS定位算法简介
伪距定位 载波相位定位 差分定位
地面监测部分
主控站，管理中心和技术中心 监测站，全球分布17个监控站 注入站，向卫星输入导航电文等 通信和辅助系统
用户部分
接收机 天线
GPS定位原理 GPS采用距离交会方法进行定位。通过接 收到的卫星载波解调出导航电文，解算观测 时刻卫星的轨道坐标，联合接收到的卫星至 用户的伪距，在可视卫星超过4颗的条件下， 计算得到用户的位置。
由于载波相位定位精度高，卫星钟的钟 差改正数 引起的误差超过1m，所以不再将 此作为已知值，可利用IGS提供的精密钟差 通过内插进行改正，或者将钟差改正数作 为近似值，在解算方程时进行迭代改正。
差分定位 假设在某已知点（基准站）上配置一台 接收机，而用户（流动站）在相距不远的地 方进行导航定位，由于两个终端相距较近， 卫星星历误差、大气延迟等误差大致相同。 利用已知点上的接收机反算求得误差综 合改正数，并通过数据通信链将改正数发送 给附近用户，用户进行相应误差改正，最后 用户导航定位结果精度可以提高至1m以内。
i ctu cti N i Vion Vtrop Δu
~i i s int( ) 及 的实际观测量，包括整周计数 u 为卫星 Re( ) 不足一周的部分 ，即 ~i int( ) Re( ) u 为载波的波长。 Ni 为卫星 s i 的整周模糊度。 其余部分与伪距定位的参数相同。
GPS误差项 信号从卫星发射端至接收机端的传播过程 中会出现各误差。按性质不同可分为系统误 差和偶然误差。偶然误差主要受到噪声或者 由观测等原因而形成，可以通过平差或滤波 等方式控制。系统误差的误差值大，对定位 结果的影响严重，需要通过特定方法加以改 正。
系统误差从误差源分大致可以分为三类：
① 与卫星有关的误差：包括星历误差，卫星钟钟差， 相对论效应。 ② 与信号传播有关的误差：包括电离层延迟误差， 对流层延迟误差，多路径误差等。 ③ 与接收机有关的误差：包括接收机钟的钟差，接 收机位置误差等。
载波相位定位
利用载波相位进行精密定位,相对于伪距定 位时测距码的码元宽度——C/A码精度大约为 3m，载波的波长非常短，GPS L1载波波长为 19cm，在采用码相关法解调后，测距精度可 达波长的1/100。 利用载波相位方法进行定位时，测距精度 可高达3mm左右，相比于伪距定位，其精度高 出2个数量级。
i ~ ρui (xi xu )2 (yi yu )2 (zi zu )2 ctu cti Vion Vtrop Δu
~ ρui 为卫星 至用户之间的伪距； ( x i , y i , z i ) 为相应历元时刻卫星 s i 的瞬时坐标；
( xu , yu , zu ) 为用户的位置坐标； c 为光速； t u为接收机钟钟差； ti为卫星钟钟差； Vion 为电离层延迟； Vtrop 为对流层延迟； i 为其他偶然误差。 Δu
载波是一种无标记的余弦波，接收机进行 测量时只能够记录不足一周的部分以及锁定 卫星信号进行首次测量后的整周计数，测量 过程中会产生整周模糊度。 此外载波信号容易被障碍物遮挡；外界干 扰也能引起信号的失锁，整周计数因此会出 现暂时中止等问题，从而产生周跳现象。
~ i (xi x )2 (yi y )2 (zi z )2 u u u u
Q&A
谢 谢
GPS应用简介
导航
测绘
CORS LBS
POS
MMS 多模接收机
其他
其他GNSS系统
预计2020年，全球将遍布超过100颗导航卫星
•
• • • • •
GPS（30） GLONASS（24） Galileo（30） 北斗（Compass）（35） QZSS（3） IRNSS（7）
全球定位系统（GPS）简介周耀目 录GPS系统组成 GPS定位原理 GPS误差项 GPS定位算法简介 GPS应用简介
GPS系统组成
空间部分
GPS卫星 • Block ⅡA， ⅡR，ⅡM及 ⅡF卫星 GPS卫星星座 • 24颗卫星，6个轨道面，每个轨道4颗卫星 • 相邻轨道升交点赤经之差为60°