GNSS导航系统介绍
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2020/3/14, Page 8
伽利略现状
完成时间:最初预计2012年完 成全球覆盖
最新进展:2002年启动的欧洲 伽利略系统一直不够顺利,计 划超支和成员国之间利益分配 问题导致该计划滞后于原计划 近6年。今年11月,联盟火箭计 划发射两颗伽利略在轨实验卫 星。
2020/3/14, Page 9
单频接收机 双频接收机
工作原理
平方型接收机 混合型接收机 干涉型接收机
通道种类
多通道接收机 序贯通道接收机
2020/3/14, Page 18
GPS系统组成——用户设备部分
手持导航型GPS机,精度5-15m
2020/3/14, Page 19
GPS系统组成——用户设备部分
测量型GPS接收机,最高精度1mm+1ppm
2020/3/14, Page 5
格洛纳斯(GLONASS)
由24颗卫星组成,分布在3个轨道平面上,每个 轨道面有8 颗卫星
轨道高度19100Km,运行周期11小时15分 定位精度可达1米,速度误差仅为15厘米/秒 前苏联地心坐标系(PE-90) 卫星平均在轨寿命较短,没有开发民用市场
2020/3/14, Page 7
伽利略(GALILEO)
由30颗卫星组成,分布在3个轨道,轨道高度 24126Km
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,GPS只能找到 街道,而伽利略系统则能找到车库门 • 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
四大GNSS及GPS的 基本原理与测量应用
2020/3/14, Page 1
主要内容
一 四大GNSS简介
二 GPS的组成及基本原理
三 GPS的测量应用
2020/3/14, Page 2
一、四大GNSS
2020/3/14, Page 3
GPS(Global Positioning Systems)
最新进展:北京时间11 月1号0时26分,我国在 西昌卫星发射中心成功 将第6颗北斗导航卫星送 入太空,这是我国今年 连续发射的第4颗北斗卫 星。
2020/3/14, Page 11
北斗介绍
2020/3/14, Page 12
二、GPS的组成及基本原理
2020/3/14, Page 13
GPS系统组成
主机箱
记
电台
录 簿
主机
天
线
天
电
线
源
2020/3/14, Page 20
GPS基本原理——测距
距离 = 信号传输时间 x 光的速度
Xll
2020/3/14, Page 21
Vl
GPS基本原理——二维三边测量法
武汉
北京
西安
广州
2020/3/14, Page 22
美国国防部开发的第二代空间定位系统 特点 • 由21+3颗卫星组成 • 分布在6个轨道平面上 • 轨道高度20200Km • 运行周期11小时58分 • 民用定位精度为10m左右 • 导航精度10 - 20 m • 坐标系统为WGS-84 • 全球、全Biblioteka Baidu候工作 ,定位精度高 ,功能多,应用广
3个注入站:将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的 改正数等注入到卫星中去。
5个监控站:接收卫星信号,监测卫星的接收卫星信 号,监测卫星的工作状态 ,传送到主控站。
2020/3/14, Page 17
GPS系统组成——用户设备部分
按照原理、用途、功能来分类
用途
导航型接收机 测地型接收机
载波频率
空间部分:
提供星历和时间信息 发射伪距和载表信号 提供其它辅助信息
用户设备部分:
接收卫星信号 记录处理数据
2020/3/14, Page 14
地面控制部分:
中心控制系统 实现时间同步 跟踪卫星进行定轨
GPS系统组成——空间部分
24颗卫星(21+3) 6个轨道平面 55º轨道倾角 20200km轨道高度(地面高
北斗(COMPASS)
5颗静止轨道卫星+30颗非静止轨道卫星 采用中国2000大地坐标系(CGS2000) 开放服务:
• 定位精度: 10 m • 测速精度: 0.2 m/s • 授时精度: 20 ns
2020/3/14, Page 10
北斗现状
完成时间: 预计2012年 实现亚太地区覆盖, 2020年完成全球覆盖
伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站: 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
2020/3/14, Page 16
GPS系统组成——地面控制部分
主控站:它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据, 计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这 些数据通过注入站注入到卫星中去 ;同时,它还对 卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现 故障时,调度备用卫星替代失效的工作卫星工作。
2020/3/14, Page 4
GPS现状
完成时间: 1994年 最新进展:2010年5月13日,美国发射了首颗改
进型GPS二代导航卫星GPS-2F,其后还将在本年 度再发射两颗。GPS-2F卫星具有更强的抗干扰和 抗打击能力,寿命也延长到15年。与此同时,为 满足未来30年系统技术扩展和用户需求而制定的 第三代GPS计划也有提前部署的可能。
2020/3/14, Page 6
格洛纳斯现状
完成时间: 1996年 最新进展:截至2010年2月,共有18颗卫星处于在
轨运行状态。由于GLONASS卫星寿命短,组网后 因为种种原因不能及时替代,从1999年起处于瘫 痪状态,不能单独提供全球导航卫星服务。俄罗 斯计划2010年将分3次发射共9颗格洛纳斯卫星, 使这一系统恢复正常。
度) 11小时58分轨道周期 5个多小时出现在地平线以
上每天提前4分钟出现 在地球上任何地方可以同
时观测到4-11颗高度角15 以上的卫星。
2020/3/14, Page 15
GPS系统组成——地面控制部分
1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥
伽利略现状
完成时间:最初预计2012年完 成全球覆盖
最新进展:2002年启动的欧洲 伽利略系统一直不够顺利,计 划超支和成员国之间利益分配 问题导致该计划滞后于原计划 近6年。今年11月,联盟火箭计 划发射两颗伽利略在轨实验卫 星。
2020/3/14, Page 9
单频接收机 双频接收机
工作原理
平方型接收机 混合型接收机 干涉型接收机
通道种类
多通道接收机 序贯通道接收机
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GPS系统组成——用户设备部分
手持导航型GPS机,精度5-15m
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GPS系统组成——用户设备部分
测量型GPS接收机,最高精度1mm+1ppm
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格洛纳斯(GLONASS)
由24颗卫星组成,分布在3个轨道平面上,每个 轨道面有8 颗卫星
轨道高度19100Km,运行周期11小时15分 定位精度可达1米,速度误差仅为15厘米/秒 前苏联地心坐标系(PE-90) 卫星平均在轨寿命较短,没有开发民用市场
2020/3/14, Page 7
伽利略(GALILEO)
由30颗卫星组成,分布在3个轨道,轨道高度 24126Km
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,GPS只能找到 街道,而伽利略系统则能找到车库门 • 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
四大GNSS及GPS的 基本原理与测量应用
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主要内容
一 四大GNSS简介
二 GPS的组成及基本原理
三 GPS的测量应用
2020/3/14, Page 2
一、四大GNSS
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GPS(Global Positioning Systems)
最新进展:北京时间11 月1号0时26分,我国在 西昌卫星发射中心成功 将第6颗北斗导航卫星送 入太空,这是我国今年 连续发射的第4颗北斗卫 星。
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北斗介绍
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二、GPS的组成及基本原理
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GPS系统组成
主机箱
记
电台
录 簿
主机
天
线
天
电
线
源
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GPS基本原理——测距
距离 = 信号传输时间 x 光的速度
Xll
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Vl
GPS基本原理——二维三边测量法
武汉
北京
西安
广州
2020/3/14, Page 22
美国国防部开发的第二代空间定位系统 特点 • 由21+3颗卫星组成 • 分布在6个轨道平面上 • 轨道高度20200Km • 运行周期11小时58分 • 民用定位精度为10m左右 • 导航精度10 - 20 m • 坐标系统为WGS-84 • 全球、全Biblioteka Baidu候工作 ,定位精度高 ,功能多,应用广
3个注入站:将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的 改正数等注入到卫星中去。
5个监控站:接收卫星信号,监测卫星的接收卫星信 号,监测卫星的工作状态 ,传送到主控站。
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GPS系统组成——用户设备部分
按照原理、用途、功能来分类
用途
导航型接收机 测地型接收机
载波频率
空间部分:
提供星历和时间信息 发射伪距和载表信号 提供其它辅助信息
用户设备部分:
接收卫星信号 记录处理数据
2020/3/14, Page 14
地面控制部分:
中心控制系统 实现时间同步 跟踪卫星进行定轨
GPS系统组成——空间部分
24颗卫星(21+3) 6个轨道平面 55º轨道倾角 20200km轨道高度(地面高
北斗(COMPASS)
5颗静止轨道卫星+30颗非静止轨道卫星 采用中国2000大地坐标系(CGS2000) 开放服务:
• 定位精度: 10 m • 测速精度: 0.2 m/s • 授时精度: 20 ns
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北斗现状
完成时间: 预计2012年 实现亚太地区覆盖, 2020年完成全球覆盖
伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站: 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
2020/3/14, Page 16
GPS系统组成——地面控制部分
主控站:它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据, 计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这 些数据通过注入站注入到卫星中去 ;同时,它还对 卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现 故障时,调度备用卫星替代失效的工作卫星工作。
2020/3/14, Page 4
GPS现状
完成时间: 1994年 最新进展:2010年5月13日,美国发射了首颗改
进型GPS二代导航卫星GPS-2F,其后还将在本年 度再发射两颗。GPS-2F卫星具有更强的抗干扰和 抗打击能力,寿命也延长到15年。与此同时,为 满足未来30年系统技术扩展和用户需求而制定的 第三代GPS计划也有提前部署的可能。
2020/3/14, Page 6
格洛纳斯现状
完成时间: 1996年 最新进展:截至2010年2月,共有18颗卫星处于在
轨运行状态。由于GLONASS卫星寿命短,组网后 因为种种原因不能及时替代,从1999年起处于瘫 痪状态,不能单独提供全球导航卫星服务。俄罗 斯计划2010年将分3次发射共9颗格洛纳斯卫星, 使这一系统恢复正常。
度) 11小时58分轨道周期 5个多小时出现在地平线以
上每天提前4分钟出现 在地球上任何地方可以同
时观测到4-11颗高度角15 以上的卫星。
2020/3/14, Page 15
GPS系统组成——地面控制部分
1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥