21第一讲 GNSS接收机认识

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GNSS基础知识-PPT课件

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
GPS的系统组成：地面控制部分
GPS的地面控制部分
组成：
主控站（1个）监测站（5个）注入站（3个）
作用：
监测和控制卫星运行编算卫星星历（导航电文）保持系统时间。
主控站
太
大
印
西
度
平洋
这种定位方法称为距离交会法
GPS定位原理 GPS定位本质：距离后方交会
理论上，三颗卫星就能够确定地面卫星接收机的位置。
三颗卫星在三维空间中其实有两个交点，但一个在太空，一个在大气层内。
GPS定位原理
GPS定位是通过GPS 接收机同时接收 4 颗以上的GPS卫星发出的信号来测定接收机在地球上的位置。
►L3 (1381.05 MHz) – 美国国防部用来探测导弹发射、核爆炸以及其他高能量红外线事件。 ►L4 (1841.40 MHz) – 正被研究提供更多的电离层改正。
GPS定位原理
在同一平面上，通过测量到两个已知点的精确距离，可以精密地确定出平面位置。
.P
.
我的位置应该在P点或Q点
Q
GPS定位原理
体的位置、速度和时间信息的要求同时也可为民间用户提供类似但受限的免费服务
GPS的组成部分
GPS系统由三部分组成
1、空间部分（Space Segment） 2、地面控制部分（Ground Segment） 3、用户设备部分（User Segment）
用户部分：接收并测定卫星信号记录原始数据得到导航定位信息
GPS定位原理
解算方程：
+

r s

《GNSS原理及应用》PPT课件

2020年
星座
5GEO+5IGSO+4MEO （区域服务）
5GEO+3IGSO+27MEO （全球服务）
信号（实际发射）
主要是北斗系统第二阶段信号
主要是北斗系统第三阶段信号
25
信号特征
北斗系统第二阶段信号
信号
B1(I) B1(Q) B2(I) B2(Q)
B37.14 1268.52
▪ 地点：美国克罗拉多州法尔孔空军基地。
▪ 跟踪站（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
▪ 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）。
1.3.3 GPS的系统组成— 用户设备部分
Galileo工作星卫星) Galileo卫星组成的；这30
座
颗卫星均匀分布在3个轨道上， Galileo卫星的轨道高度是
23616km，轨道倾角为560。2005年
12月28日，发射了第一颗带激光
后向反射镜阵列(又称为激光反射
器)的试验卫星GIOVE-A 为了保
持Galileo卫星的现用频段，欧盟
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GLONASS现代化的发展计划
② 2010年12月开始研发第三代 GLONASS导航卫星，称之为GLONASS-K 卫星(如图5所示)；该新型卫星上拟增设第三个导航定位信号；并将 GLONASS-K卫星的设计工作寿命增长为10年。该种卫星是一颗基于非加压平台建造的全新小型卫星，较之以前所有的GLONASS卫星更加轻便，以致发射成本较低廉。GLONASS-K卫星拟增设的第三个导航定位信号的载波频率为：1201.74~1208.51MHz。

华测中绘系列GNSS接收机使用说明书

3.5 数据导出 ................................................................................. 32 4 CORS 作业模式的操作.................................................................. 33
3.4 测量 ......................................................................................... 26 3.4.1 确定坐标系统 ............................................................... 26 3.4.2 新建保存任务 ............................................................... 27 3.4.3 键入已知点 ................................................................... 28 3.4.4 点校正 ........................................................................... 28 3.4.5 重设当地坐标 ............................................................... 30
图11接收机外观电源灯工作状态基准站或移动站接收机长亮电量正常闪烁电量不足无线电接口切换键控制面板串口电池盒电池盖按钮序列号电源键电源灯卫星灯无线电指示灯数据采集灯华测中绘系列gnss接收机使用说明书2卫星灯工作状态基准站或移动站接收机熄灭或间隔5秒闪一次正在收星间隔5秒闪n次收到n颗卫星差分信号灯工作状态基准站接收机移动站接收机间隔1秒闪烁正在发送差分数据port2端口发射正在接收差分数据数据采集灯工作状态基准站或移动站接收机静态模式下n秒间隔闪烁正在按n秒采样间隔采集静态数据与外部设备连接时闪烁正在与外部设备有数据通信切换键rtk仪器开机默认rtk模式如需切换到静态采集模式按住切换键不放直到数据灯熄灭时松开切换为静态模式

建筑工程测量任务二GNSS接收机的认识及使用ppt课件

（二）GNSS RTK测量控制点选择点位的要求图根和碎部RTK测量是布设最底层的控制点和测设地形、地物特征点，实测点位的选择受到很大限制，满足最低测量条件即可，以工作需要为主。一、二、三级RTK控制点测量要照顾到下一级控制布设的需要，精度要求较高。所以，控制点的点位选择要求应与GNSS网点相同。
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情境二 GNSS-RTK技术及应用
2．连续运行参考站网络（CORS）连续运行参考站网络（Continuously Operating Reference Stations）是基于网络的基础设施之一，可以动态、连续、快速、高精度地获取空间和地理特征的现代信息网络。 CORS技术运用了网络、GNSS、现代大地测量、地球动力学等技术和方法。提供移动定位、动态连续的空间参考框架和地球动力学参考等服务。CORS系统由基准站（参考站）、系统中心、呼叫中心、数据通信、用户应用等子系统组成，用户无须设置基站。
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情境二 GNSS-RTK技术及应用
3．后处理动态测量（PPK) 在实际作业过程中，有一些通信信号较弱或覆盖不到的困难地区，无法实时进行单基站RTK和网络 RTK测量，现场可以采用后处理动态测量的模式进行 RTK测量。后处理动态测量具体做法是：在测区选择一个基准点，安置接收机连续跟踪所有可见卫星；另一台或几台接收机先在任一开阔地带观测数分钟进行初始化测量，在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下，移动接收机在观测点进行测量。
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情境一 GNSS接收机的认识
其定位的具体方法是，接收机按一定卫星仰角要求捕获到待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。接收机通过捕获到的卫星信号，测量出接收天线至卫星的距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机按定位解算方法进行计算，计算出用户所在位置的地理经纬度、高度、速度、时间等信息。

拓展项目7 GNSS接收机的认识与使用

项目报告7 GNSS 接收机的认识与使用一、预留作业
1．学校现有的GNSS 接收机中属于双频（单频/双频）接收机。

2．使用测地型接收机外业观测时，接收到了 4颗以上均可颗卫星。

3．如何判断GNSS 接收机是处于静态观测模式还是动态观测模式？风云 K9TX GNSS 接收机机头具有语音播报功能，其中“F 功能键”，负责工作模式的切换以及电台，GPRS 模式的切换。

按F 功能键，可以语音播报当前接收机的观测模式，方便查看是处于静态观测模式还是动态观测模式。

4. 简述实验所用到的接收机控制面板上按键及指示灯的作用？
指示灯在面板的上方，从左向右依次是“状态指示灯”，“蓝牙指示灯”，“内置电池指示灯”和“数据链指示灯”，“卫星指示灯”，“外接电源指示灯”分别指示的作用如下表：
设置键 F 的基本思路：开机决定工作模式以及通讯直联，工作后选择通讯方式。

各灯以及按键代表的含义：
BAT 表示内置电池：长亮表示供电正常；闪烁表示电量不足。

PWR 表示外接电源：长亮表示供电正常；闪烁表示电量不足。

BT 表示蓝牙连接； SAT 表示卫星数量；
移动站基准站静态
STA
BT BAT
电台 GPRS 外接模块
开关键
功能键
状态/数据链灯
电源灯
蓝牙/卫星灯
STA在静态模式下表示记录灯；动态模式下表示数据链模块是否正常运作；
DL在静态模式下长亮；动态模式下表示数据链模块是否正常运作；
F功能键，负责工作模式的切换以及电台，GPRS模式的切换；
P开关键，开关机以及确认。

长按P键3到10秒关机（三声关机），10秒后进入自检（长响，新机要求自检一次）。

建筑工程测量任务二GNSS接收机的认识及使用

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情境一
GNSS接收机的认识
（四）按接收机工作原理分类 1．码相关型接收机：是利用码相关技术得到伪距观测值。 2．平方型接收机：利用载波信号的平方技术去掉调制信号，来恢复完整的载波信号。通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。 3．混合型接收机：该种仪器综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值。 4.干涉型接收机：将GNSS卫星作为射电源，采用干涉测量方法，测定两个测站间距离。
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情境二
GNSS-RTK技术及应用
基准站（Reference Station），在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别在一个或几个固定测站上，一直保持跟踪观测卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动作业，这些固定测站就称为基准站。流动站（Roving Station），在基准站的一定范围内流动作业的接收机所设立的测站。 GNSS RTK测量形式有三种（基准站与流动站之间的数据通信方式）：单基站RTK测量、连续运行参考站网络（CORS）和后处理动态测量（PPK）。
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情境一
GNSS接收机的认识
二、GNSS用户设备的组成及原理 GNSS用户设备用于接收GNSS卫星发射的无线电信号，获取必要的导航定位信息和观测信息，并经数据处理以完成各种导航、定位以及授时任务。以GPS为例，GPS用户设备主要包括：GPS接收机及其天线、微处理器及其终端设备、处理软件以及电源等。其中接收机和天线是用户设备的核心，习惯上统称为GPS接收机。
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情境一
GNSS接收机的认识
接收单元的核心部件由信号波道和微处理机构成。从目前的测地型接收机来看，主要有平方型和相关型两种信号波道，所具有的波道数目从1个至24个不等。利用多个波道同时对多个卫星进行观测，可以实现快速定位。微处理机具有各种数据处理软件，能选择合适的卫星进行测量，以获得最佳的几何图形；能根据观测值及卫星星历进行平差计算，求得所需的定位信息。

GNSS接收机

日本的广域差分增强系统
日本现有两个相关系统
一个是2007年开始投入使用的MSAS卫星系统。MSAS系统由两颗静止卫星组成的，其中一颗作为备用。因为它发射的定位信号与GPS相同，可以作为一个GPS卫星被使用。MSAS卫星发射的导航电文能够对GPS定位进行补偿以提高精度和可靠性，是覆盖亚洲的地区性广域差分增强系统。日本计划不依赖美国GPS卫星，在2020年建立一个由7颗卫星组成的区域性定位系统--准天顶卫星系统。准天顶卫星系统则由3颗倾斜轨道卫星组成。通过轨道设计，使得从日本本土来看，在任何时间总能够有其中的一颗在接近天顶的位置，保证了在大楼林立的都市和山谷等地该卫星不会被遮挡。日本媒体号称其将GPS精度提高了300倍。
GNSS定位原理 GNSS定位原理
已知一颗卫星的位置和接收器到它的距离，可以确定接收器在一个以卫星位置为球心、以接收机到这颗卫星的距离为半径的球面上。已知两颗卫星的位置和接收器到它们的距离，就可以确定接收器在一个两个球面相交的环上。如果知道三颗卫星的位置和接收器到它们的距离，通常可以确定接收器一定位于如图的两点之一。若排除一点接收器的位置就确定了。
简介全球卫星导航系统
CNSS北斗卫星导航定位系统北斗卫星导航定位系统
北斗卫星导航定位系统（Compass Navigation Satellite System）始于2000年，是中国自行研制开发的区域性有源卫星定位与通信系统。中国的北斗分为两代。第一代是区域系统，包含4颗卫星，已经发挥效用；第二代是全球系统，35颗星，正在建设中。北斗卫星导航系统由空间卫星、地面控制中心站和用户终端等３部分构成。北斗导航定位系统主要有三大功能三大功能：快速定位，三大功能为服务区域内的用户提供全天候、实时定位服务，定位精度与 GPS相当；短报文通信，一次可传送多达120个汉字的信息；精密授时，精度达20纳秒。

gnss接收机的组成

GNSS接收机的组成1. 引言GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星定位技术进行导航和定位的系统。

GNSS 接收机是GNSS系统中的关键部件，用于接收卫星发送的导航信号并计算出自身的位置、速度和时间等信息。

本文将介绍GNSS接收机的组成、原理和功能。

2. GNSS接收机的基本组成2.1 天线GNSS接收机的天线用于接收卫星发送的导航信号。

天线通常由有源天线、天线滤波器和低噪声放大器（LNA）组成。

有源天线主要负责接收卫星信号，天线滤波器用于滤除非卫星导航频段的干扰信号，LNA则用于放大接收到的微弱卫星信号。

2.2 RF前端GNSS接收机的RF（Radio Frequency）前端包括射频信号的放大、滤波和变频等处理。

RF前端通常由放大器、滤波器、混频器和振荡器等组件构成。

放大器主要用于放大接收到的微弱卫星信号，滤波器用于筛除干扰信号，混频器则将高频信号转换为中频信号，振荡器则提供稳定的频率参考。

2.3 中频部分GNSS接收机的中频（Intermediate Frequency，IF）部分主要用于对接收到的信号进行放大、滤波和解调处理。

中频部分通常包括中频放大器、中频滤波器和解调器等组件。

中频放大器用于放大中频信号，滤波器用于筛除干扰信号，解调器则将中频信号解调得到原始的导航数据。

2.4 数字信号处理部分GNSS接收机的数字信号处理部分主要用于解码和计算接收到的导航信号，以计算出位置、速度和时间等信息。

数字信号处理部分包括解码器、导航计算模块和存储器等组件。

解码器用于解码接收到的导航信号，导航计算模块则利用解码后的数据进行导航计算，存储器用于存储解码后的数据和计算结果。

2.5 控制器GNSS接收机的控制器用于控制和管理整个接收机的运行。

控制器通常包括微处理器、时钟和接口等组件。

微处理器用于控制接收机的各种参数和功能，时钟提供准确的时间基准，接口用于与外部设备进行数据交换。

3. GNSS接收机的工作原理GNSS接收机的工作原理可以分为导航信号接收与处理两个过程。

gnss概念(一)

gnss概念(一)
GNSS概念
概述
•GNSS全称为全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）
•是一种利用人造卫星提供全球定位和导航服务的技术系统
•通过卫星信号传输位置和时间信息，为用户提供准确的定位、导航和时钟同步服务
GNSS系统
•包括全球定位系统（GPS）、伽利略导航系统、北斗导航系统等多个卫星导航系统
•每个系统由一组卫星、地面监控站和用户终端组成
•卫星发射信号，地面监控站接收并处理信号，用户终端接收信号进行定位和导航
GNSS定位原理
•GNSS接收器接收卫星发射的信号，并通过测量信号传播时间和卫星位置来计算接收器与卫星的距离
•通过多个卫星的距离计算，使用三角定位法或多普勒效应测量接收器的位置和速度
GNSS应用领域
•导航和定位：提供车辆导航、航空导航、船舶导航等服务
•测绘和地理信息系统（GIS）：用于地图绘制、空间数据采集和地理信息分析
•农业和农村发展：用于农业机械自动驾驶、农田精准施肥等应用•天文学和科学研究：用于测量地球形状和旋转、研究大气层和地壳运动等
GNSS发展趋势
•系统完善性：不同国家和地区的GNSS系统逐步完善
•多模多频：GNSS接收器支持接收多个系统的信号，提高定位精度和可用性
•增强导航技术：增加差分定位、增强型GPS等技术，提供更精确的定位服务
•融合创新应用：与其他技术如惯性导航、无线通信等融合，为新兴领域如自动驾驶、智能交通等提供支持。

4-1GNSS接收机的认识与检验.

《卫星定位测量》项目四：GNSS静态控制网测量
任务一：GNSS接收机的认识与检验
2012-2-15
项目四：GNSS静态控制网测量
任务一：GNSS接收机的认识与检验
一、任务一教学目标
了解GNSS接收机的分类方法；了解GNSS接收机的工作原理；掌握常见接收机的操作方法；
二、任务一教学内容与建议学时
三、教学单元设计方案
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单元授课教案
项目四：GNSS静态控制网测量
任务一： GNSS接收机的认识与检验
教学目标：了解GNSS接收机的分类方法；了解GNSS接收机的工作原理；掌握常见接收机的操作方法；
重点与难点：
重点：
1.接收机的分类方法；
2.接收机的工作流程；
3.数据格式转换方法
难点：
1.单频机与双频机的使用范围；
2.接收机工作参数的设置办法
教学方法：
讲授法
教学媒介：
多媒体、课件、案例数据
学习任务与学习成果：
1.为什么双频接收机比单频接收机的使用范围更广；
2.导航型接收机与测量型接收机有什么区别？
课时分配：2理论
授课班次：
课程执行情况：授课教师应在该部分说清楚教师授课及学生学习过程中存在的体会，有哪些教学成功之处，哪些知识点的教学效果尚不理想等几方面
教师授课过程中如能综合运用多媒体技术、特色案例等教学手段，再通过课前布置任务、课中启发式和课后扩展式教学模式，更能使得教学效果达到最佳，当然，不可能十全十美的完成教学任务，有些知识点较抽象，比如地理信息系统的主要功能部分，只能通过后续内容才能真正理解。

任务一 GNSS接收机的认识与检验
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6。

什么是GNSS掩星接收机

什么是GNSS掩星接收机？掩星探测技术是利用安装在低轨道卫星或者地基高地上的双频GNSS（Global Navigation Satellite System）无码接收机接收GNSS信息（现阶段是GPS信号，GLONASS信号，以后可能是Galileo信号或者二代导航信号），观测穿过地球大气和电离层的GNSS信号特征，通过数字技术反演大气参数（大气折射率，大气密度，大气湿度，压力和温度垂直廓线等）和电离层参数（电离层电子密度，电离层闪烁）的技术。

其中的无码GNSS接收机即为掩星接收机。

目前在气象、地震等研究领域比较广泛。

GPS/GNSS接收机定位数据更新率的认识误区所有GNSS接收机定位解算的流程为：具体计算过程：根据伪距、伪距变化率进行定位计算，选用最小二乘法，即对伪距方程采取线性化，然后进行反复迭代，直至误差满足要求为止，最后得到位置和时钟偏差，速度和时钟漂移等数据。

位距输出频度直接决定了接收机能够实现的定位刷新率，对于100Hz等或者更高的输出频度来说意味着硬件运算规模的大幅度提高和算法实现的复杂度急剧增加，所以一半的高定位更新率并不是直接定位数据更新率提高，而是采用卡尔曼滤波之后“平滑插入”节点输出，而此时的数据并不是每个场合都对导航性能有相应高效的贡献。

往往一般用户，除了高速导弹和星载接收机等超高动态的场合，如此高的数据更新率往往是部需要的。

北斗授时型接收机的分类目前市场上的授时型北斗接收机主要分为以下两类：有源型授时接收机和无源授时接收机；其中无源授时接收机又分为：两星接收机和三星接收机。

有源型接收机需要SIM卡，其授时频度受卡的使用频度限制，所以通常此类接收机不能单纯低用作专业授时设备；无源型接收机只解调电文，不需要SIM卡，原理与GPS类似。

北斗虽然只有两颗星参与双向操作，但备份星一样播发星历，也就是对无源授时来说，又三颗星可用。

两星型无源北斗接收机需要输入准确的经纬度和高度坐标才能进行准确授时，不便于工程安装和使用；不能满足动态授时需求。

21第一讲 GNSS接收机认识

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（3）要安全地连接TNC电缆，把电缆接头与接收机插座对齐，再把电缆接头小心地插到插座上，直到完全吻合为止；（4）X90 内置电池放到电池舱内时，确保接触点的位置准确地与接收机的接触点对齐，把电池和电池舱作为一个整体滑入到接收机内，直到电池舱安置到位并卡定为止；（5）收起电缆时，一定要把电缆盘成环状，避免电缆的扭折；（6）夏天工作时，尽量避免仪器直接暴晒在阳光下。
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GNSS接收机天线高记录
测点点名仪器类型仪器型号观测时段天线高开机时间关机时间
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四、思考题
1．学校现有的GNSS接收机中属于单频接收机的是
，属于双
频接收机的是
。
2．使用测地型接收机外业观测时，接收到了
颗卫星。
3．如何判断GNSS接收机是处于静态观测模式还是动态观测模式。
4.简述实验所用到的接收机控制面板上按键及指示灯的作用？
如需从静态采集模式切换到RTK 模式，按下切换键，无线电指示灯亮，当无线电指示灯熄灭时即可松开切换键，此后卫星灯、数据采集灯、无线电指示灯点亮，然后熄灭，此时完成切换。
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（2）查看接收机状态 a.按下切换键一下，如果电台灯亮，则表明接收机外于静
态模式；如果按下切换键一下，数据记录灯亮，表明接收机处于RTK模式。
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三、实训步骤
（3）无线电指示灯指示X90接收电台数据情况，
闪烁表示 X90正在接收电台数据。（4）电源灯
指示X90电池使用状态。在电池供电模式下，长亮表示当前 X90由电池供电且电量充足；闪烁表示电池电量不足。
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三、实训步骤
2.动静态切换（1）动静态切换方法
X90上电开机后处于 RTK 模式，如需切换到静态采集模式，按下切换键，数据采集灯亮，当数据采集灯熄灭时即可松开切换键完成切换。