gps复习资料

第一章：1.1、1.2、1.3

1、GPS卫星星座参数-1.1

（1）GPS全球定位系统——美国，以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空、航天）、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位、定时功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

基本参数为：卫星颗数21+3，卫星轨道面个数6，卫星高度20200KM，轨道倾角55°，卫星运行周期11h 58min（恒星时12h），载波频率1575.42MHz和1227.60MHz。卫星通过天顶时，卫星可见时间为5h，在地球表面上任何地点任何时刻，在高度角15°以上，平时可同时观测6颗卫星。

GPS向广大用户发送的用于导航定位的调制波，包括载波、测距码（C/A码和P码）、数据码(D码、导航电文)。

全球定位传统是由空间部分、地面监控部分和用户部分组成。其中地面监控部分是由主控站、监测站、注入站组成的。

（2）GLONASS全球导航卫星系统—俄罗斯

（3）伽利略（GALILEO）全球卫星导航系统—欧盟

（4）北斗卫星导航系统（BeiDou/Compass）—中国，选用WGS-84坐标系

（5）全球导航卫星系统GNSS—美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、欧盟的伽利略（GLALILEO）系统和中国北斗二号卫星导航定位系统共同组成的。

2、GPS系统组成-1.2

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。

（1）GPS卫星星座——由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记做（21+3）GPS星座。（p2，图1-1）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°。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角相距90°，一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30°。

GPS卫星—其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。

（2）地面控制系统—包括1个主控站、三个注入站、5个监测站。

（3）GPS信号接收机—GPS测地型接收机，其双频接收机精度可达5mm+1*10-6D，单频接收机在一定距离内精度可达10mm+2*10-6D。（详见p116）

3、GPS的具体应用，结合最后一章（论述题）（1.3，p13）见ppt

第二章：2.2、2.4

1、WGS-84和我国大地坐标系（重点）（2.2，p22）

（1）WGS-84大地坐标系：

几何意义—原点位于地球质心，Z轴指向BIH 1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X 轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴构成右手坐标系。对应于WGS-84大地坐标系有一WGS-84椭球。

（2）国家大地坐标系：

我国目前常用的是1954年的北京坐标系和1980年的国家大地坐标系。

此外还有2000年国家大地坐标系。

2、UTC时间的概念与北京时间的区别-2.4

（1）时间系统：

当要求GPS卫星位置误差小于1cm时，相应的时刻误差应小于2.6μs；要求距离误差小于1cm时，信号传播时间的测定误差应小于0.03ns。

时间系统与坐标系统一样，应有其尺度（时间单位）与原点（历元）。只有把尺度与原点结合起来，才能给出时刻的概念。

6种时间系统：恒星时ST，平太阳时MT，世界时UT，原子时ATI，协调时间时UTC，历书时（现在常用的秒等）；

世界时UT：以平子午夜为零时起算的格林尼治平太阳时定义为世界时UT，在UT中加入极移改正即得到UT1，UT1加上地球自转速度季节性变化后为UT2。UT1广泛应用于天体测量，如今已不再作为时间尺度，而是从数值上表征了地球自转相对恒星的角位置，故用于天球坐标系与地球坐标系之间的转换计算。

（2）UTC时间：（p29）

UTC时间系统采用原子时秒长，但因原子时比世界时每年快约1s，两者之间逐年累积，便采用跳秒（闰秒）的方法使协调时与世界时的时刻相接近，其差不超过1s。UTC与UT1之间的差值最大可以达到±0.9s，超过或接近时以跳秒补偿，跳秒一般安排在12月末或6月末。T UT1=T UTC+△T,△为时间服务部门所发播的差值。

北京与0度经线相差8个时区，时间上+8h。

第三章：3.4

广播星历的概念（参数，时间，开普勒，9个参数）预报星历及后处理星历的概念

预报星历——又叫做广播星历。通常包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动改正项参数。相应的参考历元的卫星开普勒轨道参数也叫参考星历。GPS广播星历参数共有16个，其中包括1个参考时刻，6个对应参考时刻的开普勒轨道参数和9个反映摄动力影响参数。（书）

以跟踪站已往时间的观测资料推求的参考轨道参数为基础

包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动改正项参数。

通过导航电文传递给用户，每小时更新一次。

参考星历：相应参考历元的开普勒轨道参数。

用轨道参数的摄动项对已知的参考星历加以改正，可外推出任意观测历元的卫星星历。（ppt）后处理星历——是一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪站所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法计算的卫星星历。由于这种星历是在事后向用户提供的在其观测时间内的精密轨道信息，因此称为后处理星历或者精密星历。（书）

预报星历精度较低，难以满足精密定位工作的需求。

一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪站所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算的卫星星历。

观测事后，利用磁盘（卡）或通过电传通信等方式向用户有偿提供（PPT）

C/A P 外码精度量级区别如何区分

C/A码星历：精度低，民用

P码星历：精度高，军事目的（第三章）

C/A码（粗码）只在L1上调制。是用于粗测距和捕获GPS卫星信号的伪随机码。用于粗测距和捕获GPS卫星信号的伪随机码。不同的卫星具有不同的C/A码，但其周期均为1ms,码率均为1.023MHz。一般最简单的导航接收机的伪距测量分辨率达到0.1m。

C/A码的特点码长很短，易于捕获；共有1023个码元，若以每秒50码元速度搜索，只需