GPS基础知识培训
2024年gps培训课件(版)
gps培训课件(附件版)GPS培训课件一、引言全球定位系统（GlobalPositioningSystem，简称GPS）是一种基于卫星导航技术的定位系统，由美国国防部开发，并广泛应用于军事、民用和商业领域。
GPS系统由一系列卫星、地面控制站和用户设备组成，能够为全球用户提供精确的三维位置、速度和时间信息。
本课件旨在介绍GPS的基本原理、组成、应用和发展，帮助读者更好地了解和使用GPS技术。
二、GPS的基本原理GPS系统的工作原理基于“测距”和“三球定位”原理。
具体来说，GPS卫星发射信号，用户设备接收这些信号并测量信号传播的时间，根据信号传播速度和传播时间计算出用户设备到卫星的距离。
通过测量至少四颗卫星的距离，用户设备可以确定自己的位置。
这就是所谓的“三球定位”原理，即通过三个球面相交确定一个点。
三、GPS系统的组成GPS系统由三个主要部分组成：卫星星座、地面控制站和用户设备。
1.卫星星座：GPS卫星星座由一系列卫星组成，这些卫星分布在地球轨道上，以确保全球覆盖。
GPS卫星发射信号，用户设备接收这些信号并测量信号传播的时间。
2.地面控制站：地面控制站负责监控和管理GPS卫星星座。
地面控制站通过卫星与用户设备之间的通信，提供卫星位置和时间信息，以确保用户设备能够准确计算出自己的位置。
3.用户设备：用户设备包括GPS接收器、计算机和其他辅助设备。
GPS接收器接收卫星发射的信号，测量信号传播时间，并计算出用户设备的位置、速度和时间。
四、GPS的应用1.车辆导航：车辆导航系统使用GPS技术来确定车辆的位置，并提供路线规划和导航指引。
2.航海导航：船舶使用GPS技术来确定自己的位置，并规划航线，以确保安全航行。
3.航空导航：飞机使用GPS技术进行导航，提高飞行安全和效率。
4.地质勘探：地质学家使用GPS技术进行地图制作和地质勘探，以发现地下资源。
5.农业：农民使用GPS技术进行农田管理和作物监测，提高农业生产效率。
gps培训课件
由于卫星时钟与地面时钟存在时间偏差，导致观测数据中存在卫星钟差。可以通过使用精 确的时钟同步技术或者采用差分技术进行修正。
GPS数据的应用领域
测量与地形测绘
导航与交通管理
利用GPS技术可以实现高精度测量、地形测 绘以及土地资源调查等任务。
GPS技术应用于车辆导航、智能交通管理以 及应急救援等领域，可以提高交通运输效率 和安全性。
02
一种专为汽车导航设计，安装在汽车内的GPS接收设备，具有
高精度、稳定性好的特点。
嵌入式GPS接收机
03
一种将GPS模块嵌入到其他设备中的接收设备，如智能手机、
平板电脑等，具有普及率高、使用方便的特点。
GPS接收设备的原理与特点
工作原理
GPS接收设备通过接收卫星信号，获取位置信息，再通过内置的地图软件进行导航。
利用GPS技术，为船舶提供精确的导航服务，实现海上交通管制 和避免碰撞事故。
海洋资源调查
通过在调查船上安装GPS接收器，实时获取海洋资源的分布、类 型、数量等信息，为海洋渔业、矿产资源开发等提供科学依据。
海洋工程监测
利用GPS技术，对海洋工程设施进行监测和维护，实时监测设施的 位置、形变等情况，保障工程设施的安全和稳定运行。
导航功能
基于定位信息，结合电子地图和路线规划 算法，为用户提供准确的导航服务。
授时功能
通过接收卫星信号，为用户提供准确的时 间信息。
GPS导航系统的误差和修正
大气误差
由于电离层、对流层等因素影响， 导致卫星信号传播时间不准确，需 要进行修正。
多径误差
由于建筑物、山体等障碍物反射卫 星信号，导致接收机接收到的信号 不真实，需要进行修正。
GPS在科研领域的应用
gps培训课件
2023 gps培训课件•gps概述•gps应用领域•gps技术目录•gps市场•gps前景•gps常见问题解答01 gps概述1gps发展历程23基于地面无线电导航系统，由美国海军研发，1978年投入使用。
第一代GPS技术基于卫星的导航系统，由美国国防部研发，1995年开始民用。
第二代GPS技术现代化计划，提高定位精度、可靠性和效能。
第三代GPS技术03导航计算根据接收机接收到的卫星信号，计算出接收机的速度、航向、经纬度等信息，实现导航功能。
gps工作原理01卫星发射信号GPS卫星发送无线电信号，包含卫星位置、速度和时间等信息。
02地面接收信号GPS接收机接收到卫星信号后，通过计算得出接收机的三维位置和时间。
gps特点GPS技术可以实现高精度定位，精度达到米级甚至厘米级。
高精度定位全球覆盖高速度和高效率高可靠性GPS卫星覆盖范围广泛，全球任何地方都可以实现无障碍接收信号。
GPS技术可以实现高速、高效的导航和定位，适用于各种移动设备。
GPS技术可靠性高，适用于各种恶劣环境和气候条件。
02 gps应用领域测量领域工程测量GPS技术可用于城市、公路、铁路等工程测量，以及水利工程、精密设备安装等精密工程测量。
地形测量GPS技术可以高精度地测量地形，如山区、丘陵等地形复杂区域。
控制测量全球定位系统在测量领域的应用包括精密控制测量，用于高精度地测定控制点坐标和地球重力场参数等。
车辆导航GPS卫星导航系统可以提供车辆位置、速度和航向等实时信息，为车辆导航提供高精度、实时的指引。
导航领域航海导航GPS技术可以用于航海导航，提供高精度、实时的船只位置、速度和航向信息，为船只的安全航行提供保障。
航空导航GPS技术可以用于航空导航，提供高精度、实时的飞机位置、速度和航向信息，确保飞机安全飞行。
GPS技术可以快速准确地确定海上遇险船只的位置，为搜救人员提供高精度的遇险船只位置信息。
海上搜救在地震搜救过程中，GPS技术可以快速准确地确定被困人员的位置，为救援人员提供高精度的救援路线和方案。
gps培训课件
地图匹配
介绍地图匹配的概念和算法，以及地图匹配在导航中的应用。
路径规划
介绍路径规划的概念和算法，包括Dijkstra算法、A*算法等。
基于位置的导航
位置定位技术
介绍GPS、北斗、GLONASS等位置定位技术的基 本原理和应用。
位置信息融合
并结合电子地图和实时交通信息来计算最短路径。
技术支持
03
现代车辆导航系统通常配备高精度地图和实时交通信息更新服
务，同时支持语音导航和手势控制等功能。
航空导航应用案例
概述
航空导航是GPS应用中最为关键的一项功能，它为飞行员 提供精确的飞行路线和高度信息，确保安全飞行。
工作原理
航空导航系统通过接收GPS卫星信号来获取飞机的位置信 息，并结合电子地图和飞行计划来计算飞行路径。
导航解算
基于滤波后的数据，进行导 航解算，得到高精度的位置 、速度等信息，为导航、自 动驾驶等应用提供支持。
03
3
天线
用于接收GPS卫星信号， 通常由环焦天线、陶瓷天 线等组成。
主机
处理和存储接收机接收到 的数据，通常由嵌入式处 理器、内存等组成。
电源
为接收机提供电力，通常 由电池或电源适配器组成 。
利用GPS卫星星载的铯原子钟和用户接收机内置的GPS信号 接收机时钟之间的频率差，测量出用户至卫星的距离。
差分定位技术
站间差分
利用两个或多个接收站同时接收同一组卫星的信号，通过比较各站所测得的伪 距值，来消除公共误差，提高定位精度。
站星差分
利用一个已知位置的基准站接收机和一个未知位置的用户接收机同时接收同一 组卫星的信号，通过比较基准站和用户接收机所测得的伪距值，来消除公共误 差，提高定位精度。
gps培训课件
1. GPS控制网的技术设计
一. 控制网的应用范围 二. 分级布网
大城市可分3级,中小城市可分2级
三. GPS测量的精度标准 σ = a2(b*d*106)2
四. 坐标系统与起算数据
点应设在视野开阔和容易到达的地方，联测方向。
可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。
根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边均应构成一定 的几何图形，基本形式有：
1. 三角形网 2. 环形网 3. 星形网
(1)、三角形网
优点：
图形几何结构强，具有较多 的检核条件，平差后网中相 邻点间基线向量的精度比较 均匀。
独立的。
GPS 控制网的观测基线
仪器台数 同步图形 独立基线
N=2 N=3
N=4
N=5
GPS网设计的一般原则
应通过独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的 可靠性。
应尽量与原有地面控制网相重合，重合点一般不少于3个，且分 布均匀。
应考虑与水准点相重合 ，或在网中布设一定密度的水准联测点 。
(4~11)
（目前轨道上实际运行的卫星个数已经超过了32颗）
Colorado springs
55
Hawaii
GSP 地面控制站分布
kwajalein
Ascencion Diego Garcia
一个主控站：科罗拉多•斯必灵司(推遍星历及修正参数、时间基准、轨道
纠偏、启动备用卫星）
三个注入站：阿松森(Ascencion)—大西洋
，L1和L2上的 P 码或 Y 码，还有卫星轨道信息 • 所有信号均由同一个震荡器产生
GPS系统应用基础必学知识点
GPS系统应用基础必学知识点1. GPS的原理：GPS系统由一组在地球上运行的卫星和接收器组成。
卫星传输位置和时间信息，接收器收集卫星信号并计算接收器与卫星之间的距离，进而确定接收器的位置。
2. GPS的基本结构：GPS系统由24颗工作卫星、地球上的控制站和用户接收器组成。
每颗卫星都维持精确的轨道，通过射频信号与控制站保持通信。
3. GPS的工作原理：GPS接收器通过接收来自至少4颗卫星的信号，并计算出与每颗卫星的距离，利用三角测量原理确定接收器的位置。
接收器还通过测量信号的传播时间来确定接收器与卫星之间的距离。
4. GPS的定位精度：GPS的定位精度取决于接收器的技术水平和接收到的卫星数量。
较高级别的GPS接收器通常具有更高的精度，同时接收到的卫星数量也影响精度。
5. GPS的应用：GPS系统广泛应用于航空导航、车辆定位、地理信息系统（GIS）、户外活动、勘测和地图制作等领域。
它还被用于船舶导航、农业、气象预报和科学研究等领域。
6. GPS接收器的选择：在选择GPS接收器时，需要考虑接收器的性能、价格和所需的功能。
接收器可以有不同的定位精度、屏幕大小、电池寿命和导航功能等。
7. GPS错误和修正：GPS定位可能受到信号阻塞、多径效应、大气延迟等因素的影响，导致定位误差。
为了减少这些误差，需要进行误差修正，如差分GPS技术和增强型GPS技术。
8. GPS的未来发展：GPS技术在不断发展，包括提高精度、增加卫星数量、增强导航功能和对农业、交通等领域的应用。
此外，与其他导航系统的整合也是未来的趋势。
GPS基础知识培训
基准站与游动站同时观测相同的卫星，基准站利用接收 到的卫星信号进行单点定位解算，然后用解算结果与已知点 坐标进行比较，从而获得误差的改正值，再利用无线数据链 路（或后处理软件）将改正值传给游动站，流动站将该数据 与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到流动站与基准 站之间的具有较高精度的相对位置。
是一个基于卫星的无线电导航定位系统， 为有适当仪器的用户提供精密的三维坐标，导航 与时间信息。
1.1.GPS系统的发展过程
GPS系统由美国从1973年开始研制，起初完 全是一个军用导航系统，从1983年开始用于解决 大地测量问题。系统的最终构成在1993/1994年间 完成。
1.2.GPS系统的组成
该系统的基本组成和功能为： 1) 基准站： 在全球建立几十个（50～70）连续运行基准站，设置 高精度双频接收机进行连续观测。
2) 中心站（2个） 所有基准站的观测数据，实时通过 Inmarsat 卫星传送给 中心站，中心站根据各观测站的数据，进行实时计算和 预推。计算GPS卫星的精密星历和星历改正数、卫星钟差 改正数。
测量用户接收机到卫星的距离
卫星离地球的平均距离为 20200 公里； 如何实现精确、快速测距 ?
测量卫星信号到用户接收机的传输时间 生活中的测距实例： • 判断闪电离我们有多远 • 判断绽放的礼花离我们有多远
我们得到的启示：通过测量时间延迟来计算距离
我们举例说明如何测量两个人之间的距离 使用“同步技术”，利用声波来测量两个人之间的 距离。
L2:1224.60 Mhz 传输方式： 码分多址 调制码： C/A, P
第二节 GPS的测距原理及实现
2.1 GPS 定位步骤
• 要解算用户的三维坐标位置，必须有若干个已知参考点 • 要解算出用户到参考点的基线结果，必须解空间三角形 • 要解三角形，必须测量用户接收机到卫星的距离 • 要测量距离，必须测量卫星信号到用户接收机的传输时间 • 用测量卫星信号的传输时间，需要使用“码相位技术” • 要得到精确结果，还要消除信号在传输路径上的误差
《GPS基本原理培训》课件
要点三
未来展望
随着人工智能、大数据等技术的不断 发展，未来可望实现更智能的定位算 法和数据处理方法，进一步提高GPS 的定位精度和可靠性。同时，基于新 型信号体制和多系统融合技术的发展 ，未来GPS的性能和应用范围将得到 不断拓展和提升。
THANKS
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接收机噪声
由于接收机内部电子元件热噪声等引起的误差。处理方法包括使用高性能的接收机设备，降低接收机内部噪声水 平；通过长时间观测和数据处理提高定位精度。
05
差分GPS技术及应用
差分GPS原理及优势分析
01
02
差分GPS原理：利用已 知位置的基准站接收 GPS信号，并与用户接 收机接收到的同一组卫 星信号进行比较，通过 计算两者之间的差异来 修正用户位置，从而提 高定位精度。
接收机组成结构和工作原理
组成结构
天线单元、射频前端、基带处理单元、定位解算单元等。
工作原理
通过天线接收GPS卫星信号，经过射频前端放大和下变频后，送入基带处理单元 进行信号捕获、跟踪和定位解算，最终输出位置、速度和时间信息。
捕获、跟踪和定位解算过程
捕获
在接收机启动或重新定位时，需要在不确定的时间和频率上搜索GPS卫星信号，该过程称 为捕获。捕获通常采用时域或频域搜索方法，通过匹配滤波器或FFT等技术实现。
电离层折射误差
由大气电离层中电子密度变化引起的 误差。处理方法包括使用双频观测值 消除电离层折射误差，或使用电离层 模型进行改正。
多路径效应和接收机噪声
多路径效应
由于GPS信号在传播过程中遇到障碍物反射或散射导致的误差。处理方法包括选择合适的接收机位置，避免信号 被遮挡或反射；使用抗多径天线和信号处理技术减小多路径效应影响。
GPS基础知识培训
个人定位
GPS技术可用于个人定位 、追踪和救援，保障人身 安全。
授时同步领域应用
STEP 01
电力系统
STEP 02
通信网络
GPS技术可为电力系统提 供高精度的时间同步服务 ，确保电力系统的稳定运 行。
STEP 03
金融交易
GPS技术可为金融交易提 供精确的时间戳服务，确 保交易的公正性和安全性 。
GPS基础知识培训
• GPS概述与基本原理 • GPS接收机类型与性能参数 • GPS定位技术与方法 • GPS应用领域与案例分析 • GPS数据处理与误差分析 • 未来发展趋势与挑战
目录
Part
01
GPS概述与基本原理
GPS定义及发展历程
• 全球定位系统（Global Positioning System，GPS）定义：一种基于卫星的无线电导航定位系统，可为全球范围内 用户提供连续、实时、高精度的三维位置、速度和时间信息。
THANKS
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多模多频接收机技术展望
多模接收机技术
开发能够同时接收多种卫星导航系统 信号的多模接收机，提高定位精度和 可用性。
多频接收机技术
软硬件协同设计
通过软硬件协同设计，优化接收机性 能，降低功耗和成本。
利用多频信号处理技术，提高接收机 抗干扰能力和定位精度。
人工智能和大数据在GPS中应用前景
人工智能在GPS中的应用
全球卫星导航系统（GNSS）的兼容与互操作
探讨不同卫星导航系统之间的兼容性和互操作性，提高全球定位、导航和授时服务的可靠 性和精度。
卫星导航增强技术
研究利用地基增强、星基增强等技术手段，提高卫星导航系统的定位精度、可用性和完好 性。
gps培训计划
gps培训计划一、培训目的全球定位系统（GPS）是一种能够提供全球范围内准确位置信息的卫星导航系统。
随着GPS技术的不断发展和应用，越来越多的行业需要掌握和应用GPS技术。
本培训计划的目的就是帮助学员掌握GPS技术的基本知识和应用技能，提高其在工作中的综合素质和竞争力。
二、培训内容1、GPS基础知识（1）GPS系统概述（2）GPS信号原理（3）GPS定位原理（4）GPS精度和误差（5）GPS接收机的工作原理2、GPS技术应用（1）GPS在地理信息系统中的应用（2）GPS在交通运输中的应用（3）GPS在地质勘探中的应用（4）GPS在农业中的应用（5）GPS在应急救援中的应用3、GPS设备操作与维护（1）GPS设备的选择与购买（2）GPS设备的基本操作与设置（3）GPS设备的维护与保养（4）GPS设备故障排除与维修4、实际操作与应用在培训期间，安排学员进行GPS设备的实际操作，并结合相关实际案例进行应用实践，加深学员对GPS技术的理解和掌握。
三、培训方式1、理论讲授由资深GPS技术专家进行针对性的理论讲授，介绍GPS基础知识和技术应用，帮助学员建立完整的GPS知识体系。
2、实践操作组织学员进行GPS设备的操作实践，让学员亲自操作GPS设备，培养其实际操作能力。
3、案例分析结合实际案例进行分析讨论，锻炼学员的解决问题能力，提升学员的综合应用能力。
四、培训对象本培训面向对GPS技术感兴趣或需要掌握GPS技术的人员，特别适合以下人员：（1）地理信息系统从业人员（2）土地规划和资源管理人员（3）交通运输行业从业人员（4）农业科研和生产人员（5）地质勘探和矿产开发人员（6）环境保护和应急救援人员五、培训时间和地点本培训计划为期5天，每天8小时，具体时间和地点根据实际情况确定。
六、培训目标通过本次培训，学员将达到以下目标：（1）掌握GPS基础知识，理解GPS定位原理和精度误差；（2）了解GPS技术在不同行业的应用，并能结合实际情况进行应用；（3）熟练操作GPS设备，能够进行实际定位和导航操作；（4）掌握GPS设备的维护和故障排除方法；（5）能够结合相关案例进行GPS技术分析和解决问题。
《GPS基本原理培训》课件
GPS是全球定位系统的缩写，是一项基于卫星导航的技术。本课程将介绍 GPS的基本原理、定位系统以及技术发展趋势。欢迎大家来了解这一重要的 技术。
GPS基础知识
GPS定义及历史
GPS是全球定位系统的缩写，是一种基于卫星导航的技术。GPS系统的发展历程。
GPS构成要素
结束语
1 GPS是一项重要的技术
GPS在现代社会中扮演着重要角色，帮助我们实现准确定位和导航。
2 GPS已成为我们生活中不可或缺的一部分
GPS技术已经深入到我们的日常生活，并改变了我们的出行方式。
3 期待GPS技术未来的够发展出更多应用和创新。
GPS应用场景
1. 汽车导航 2. 航空航海 3. 军事防卫
GPS技术发展趋势
1
GPS技术发展历程
GPS技术经历了不断的发展和创新，成为现代导航领域的重要技术之一。
2
GPS技术发展趋势
GPS技术将继续向更高精度、更广泛应用等方向发展。
3
GPS未来应用前景
GPS技术在智能交通、物流管理等领域有着广阔的应用前景。
GPS系统包括卫星、接收机和天线。这些构成要素相互配合，实现定位功能。
GPS工作原理
GPS系统通过定位原理、信号传播和卫星轨道等实现定位功能。
GPS定位系统
GPS定位模式
1. 单点定位 2. 差分定位 3. 精密定位
GPS定位误差及影 响因素
1. 定位误差来源 2. 天气、地形、信号干
扰等影响因素
GPS培训资料
GPS培训资料目录一、GPS简要介绍二、产品功能描述三、产品详细规格四、功能键＆接口定义说明五、GPS结构组成及主要元件、材料作用简要介绍六、GPS备附件列表七、操作说明1，功能操作（详见GPS导航电脑使用说明书）2，导航软件操作（详见导航软件用户指南）八、测试设备与工具九、测试条件十、功能测试内容及检验标准十一、系统性能可靠性测试十二、地图十三、注意事项十四、简易故障排除一、G PS简要介绍1, 什么是GPSGPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System 的缩写,意为利用卫星导航进行测时和测距,以构成全球卫星定位系统。
自1973年美国军方批准成立联合计划局开始GPS 的研究工作到1993年系统建成,该工程历时20年，耗资300亿美元，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。
它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题，在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。
给导航和定位技术带来了巨大的变化。
同样，GPS技术在土地资源调查，土地侵蚀调查，农作物估产与监测，灾害监测与评估等方面都正得到应用，将从为农业服务发展到直接参与农业生产的全过程，推动实现农业生产的信息化。
2，GPS基本原理GPS主要包括三大部分：（1） GPS卫星（空间部分）（2）地面支撑系统（地面监控部分）（3） GPS接收机（用户部分）下面简单加以介绍：2.1 GPS卫星最终的GPS方案是由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。
卫星分布在互成60°的6个轨道平面上，轨道倾角为55°。
这样的卫星配置基本上保证了在地球任何位置均能同时观测到4颗卫星。
卫星的运行轨道呈圆形，长半轴为26560KM，倾角为64°，轨道高度约20000KM。
卫星重774Kg，主体呈柱形，直径为1.5M,星体两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板,全长5.33M,接受日光面积7.2平方米,以保证卫星正常工作的供电。
GPS卫星定位测量基础理论培训讲解-GPS系统_图文
1.人类最初的导航定位,只能通过石头,树,山脉等作为参照物。
2. 渐渐发展到天文观测法,即通过天上的太阳月亮星星来判断位置。
3.中国四大发明之一的指南针是人类导航领域的一个里程碑定位系统的发展过程⏹无线电导航系统●罗兰--C● Omega(奥米茄●多卜勒系统⏹卫星定位系统●NNSS子午仪系统●GPS●GLONASS系统●双星导航定位系统(北斗一号●GNSS加俐略系统无线电导航的发明,使导航系统成为航行中真正可以依赖的工具,因此具有划时代的意义。
它具有独立、封闭、全天候等特点,对外界环境依赖性很小。
现在,无线电导航仍然在飞机进场着陆、区域性定位中发挥着重要作用。
卫星定位的初步构想地球表面 70% 都是海洋,无法建立永久性静态基准站。
由于地球是一个椭球,表面有曲率存在,普通的无线电定位无法满足全球定位的需要。
我们可以考虑把基准站搬到太空,即发射通讯卫星,这些卫星以一定的频率和编码向地球发播信号。
为保证信号按直线传播,且能穿透电离层(中长波信号遇电离层会被反射,应选择高频信号。
为满足全球覆盖,必须考虑一定数量的卫星,且按一定的轨道面分布。
(一卫星定位测量技术基础林定位中铁二局一、卫星定位技术的发展及现状1、子午卫星导航系统2、GPS全球定位系统3、GLONASS全球导航卫星系统4、GALILEO全球导航卫星系统5、北斗导航定位系统二、卫星定位的基本原理1、概述2、伪距测量3、载波相位测量4、周跳的探测与修复5、绝对定位与相对定位6、实时差分定位三、GPS的应用与技术展望1、在大地控制测量中的应用2、在精密工程测量及变形监测中的应用3、在工程机械施工中的应用4、在交通运输中的应用5、在其他领域的应用四、GPS测量的误差来源及影响1、与GPS卫星有关的误差2、与信号传播有关的误差3、与接收设备有关的误差(二静态测量技术(三动态测量(RTK技术一、卫星定位技术的发展及现状1、子午卫星导航系统1.1概况子午卫星导航系统,又称多普勒卫星定位系统,它是1958年底由美国海军武器实验室开始研制,于1964年建成的“海军导航卫星系统”(Navy Navigation Satellite System。
GPS用户培训教材
导航功能
指导用户如何设置导航， 包括目的地输入、路线
规划、实时导航等。
地图视图与工具
介绍地图的不同视图模 式，以及如何使用各种 工具进行缩放、平移、
标记等操作。
数据同步与备份
指导用户如何备份和同 步地图数据，以便在不 同设备间共享或恢复数
据。
04
GPS定位精度与误差
定位精度概念
定位精度
指GPS接收机定位结果与实际位 置之间的误差大小，通常用水平
卫星钟差是指卫星时钟与标准 时间的误差，会影响定位精度
。
接收机误差
接收机误差包括接收机硬件和 软件的误差，以及多路径效应
等。
定位误差的消除与减小
使用差分定位技术
通过在已知位置设置基准站接收 机，将差分数据发送给移动站接 收机，以消除或减小定位误差。
选用高性能接收机
选用具有高性能、低噪声、抗 干扰能力强的GPS接收机，可 以提高定位精度。
GPS用户培训教材
• GPS基础知识 • GPS接收器使用方法 • GPS地图软件使用 • GPS定位精度与误差 • GPS用户培训教材案例
01
GPS基础知识
GPS定义与特点
总结词
GPS定义、特点
详细描述
全球定位系统（GPS）是一种卫星导航系统，它利用地球轨道上的卫星来提供 位置、速度和时间信息。GPS具有全球覆盖、高精度、实时性等特点，广泛应 用于军事、民用领域。
案例三：GPS在车辆导航中的应用
总结词：车载导航、实时路 况、智能出行
04
GPS实时更新路况信息，帮 助驾驶员避开拥堵路段。
01 03
详细描述
02
车载GPS导航系统为驾驶员 提供准确的路线指引。
GPS基础知识培训课件
2023《gps基础知识培训课件》•GPS概述•GPS基础知识•GPS应用领域目录•GPS技术拓展•GPS市场现状与趋势•GPS未来展望01 GPS概述全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是一种基于卫星导航定位系统的空间信息基础设施，由美国政府于1970年代开始研制并逐步投入使用。
GPS由空间部分、地面控制系统和用户系统三大部分组成。
GPS采用无源信号接收和多路径干扰抑制技术，能够提供高精度的位置、速度和时间信息。
GPS定义GPS发展历程1970年代初，美国开始研制GPS，1994年全面建成并投入使用。
20世纪末，我国开始自主研制卫星导航系统，2000年成功发射第一颗北斗导航试验卫星。
2018年，中国第三代导航卫星系统“北斗三号”完成全球组网，标志着中国成为世界上第三个拥有全球卫星导航系统的国家。
空间部分由24颗GPS卫星组成，其中21颗工作卫星和3颗备用卫星。
这些卫星分布在6个轨道平面上，每个轨道平面有4颗卫星。
地面控制系统由主控站、监控站和注入站三部分组成。
主控站负责处理所有卫星的观测数据，监控站负责监测各卫星的工作状态和信号质量，注入站负责将导航电文和其他数据注入到卫星上。
用户系统由GPS接收机和数据处理软件组成。
GPS接收机接收来自卫星的信号并提取出导航电文和伪距观测值，数据处理软件根据这些数据计算出用户的位置、速度和时间信息。
GPS系统组成02GPS基础知识伪距测量GPS定位的基本原理是伪距测量。
用户接收机通过测量卫星信号的传播时间，计算出卫星信号的传播距离，从而得到用户位置与卫星之间的伪距。
卫星导航系统GPS是一种基于卫星的导航系统，它利用高轨道卫星为地球表面或近地空间的用户提供导航和定位服务。
多路径效应在GPS测量中，由于地形、建筑物和其他物体反射卫星信号，导致接收机接收到多个信号，这种现象称为多路径效应。
GPS定位原理GPS测量方法静态测量静态测量是指将接收机固定在地面某一点，连续接收卫星信号并记录数据，最后对数据进行处理和计算得到高精度测量结果的方法。
GPS培训教案模板
一、培训目标1. 了解GPS的基本原理和定位模式；2. 掌握GPS测量技术及其应用；3. 熟悉GPS接收机的分类和功能；4. 学会使用GPS进行导航和定位；5. 培养学员在实际工作中运用GPS技术的能力。
二、培训对象本培训面向所有对GPS技术感兴趣的人员，包括工程技术人员、管理人员、驾驶员等。
三、培训时间共计3天，每天6小时。
四、培训内容1. GPS基本原理（1）GPS的发展历程；（2）GPS卫星系统组成；（3）GPS信号传播与接收；（4）GPS定位原理。
2. GPS定位模式（1）单点定位；（2）差分定位；（3）载波相位定位；（4）实时动态定位。
3. GPS测量技术（1）GPS测量原理；（2）GPS测量仪器；（3）GPS测量数据处理；（4）GPS测量误差分析。
4. GPS接收机分类与功能（1）按用途分类；（2）按精度分类；（3）按功能分类；（4）GPS接收机操作与维护。
5. GPS导航与定位（1）GPS导航原理；（2）GPS导航应用；（3）GPS定位实例分析；（4）GPS在实际工作中的应用。
6. 案例分析与讨论（1）案例分析；（2）小组讨论；（3）问题解答。
五、培训方法1. 讲授法：由专业讲师进行理论讲解；2. 案例分析法：结合实际案例进行分析；3. 实操演练：学员分组进行实际操作；4. 互动讨论：学员之间、学员与讲师之间进行交流。
六、培训评估1. 理论考试：对学员掌握的理论知识进行评估；2. 实操考核：对学员实际操作能力进行评估；3. 问卷调查：了解学员对培训的满意度。
七、培训资料1. GPS培训教材；2. GPS相关技术资料；3. 实操演练设备。
八、培训费用根据实际情况确定。
九、培训时间表第一天：GPS基本原理、GPS定位模式第二天：GPS测量技术、GPS接收机分类与功能第三天：GPS导航与定位、案例分析与讨论十、培训总结通过本次GPS培训，学员应掌握GPS的基本原理、定位模式、测量技术、接收机分类与功能、导航与定位等方面的知识，提高在实际工作中运用GPS技术的能力。
GPS (RTK )基本操作技术培训
3. 传统RTK的数据链
传统RTK以及仪器操作
数据链通讯：
1.电台模式：电台作业模式是指数据链通过无线电进行发射和接
收的工作模式，电台的频率一般采用 UHF（全称 Ultra High Frequency 超高频率，频率 300MHz300KMHz）,一般市场上的频率范围在450470MHz 属于高频，当然也有用 410-430MHz。属 于低频在手薄中主要通过通道来表示。电台模式又 分为内置电台和外挂电台。电台模式主要通过电磁 波来发送信号。
农业 交通 石油 科研院所 国土
5. 国内外GNSS产品
国外品牌
GNSS接收机
Trimble （美国天宝） Leica（瑞士莱卡） Magellan( 美国麦哲伦） TOPCON（日本拓普康）
GNSS理论部分
OEM板卡
天宝 NovAtel Ashtech Javad
5. 国内外GNSS产品
国内品牌
12. 常用工作模式说明
GNSS理论部分
（1）电台作业模式：电台作业模式指的是数据链通过无线电进行发射和接收， 电台的频率一般采用UHF超高频率，频率在300MHz-300KMHz,一般市场上 的频率范围在450-470MHz属于高频，也有用410-430MHz属于低频，而华 测的无线发射电台频率在450-470MHz。
3. GNSS的组成
GNSS理论部分
GNSS由卫星空间部分（导航卫星:GPS(24颗)、 BDS（35颗）、伽利略（
30颗）、格洛纳斯（26颗）、IRNSS （现有7颗）及QZSS（准天顶卫星导航
系统） （现有4颗））、地面控制部分（主控站、监测站、注入站）和用户
设备部分(接收机)三部分组成。
3. GNSS的组成
GPS基础知识培训PPT课件
▪ GPS现代化 ▪ 提高信号质量 ▪ 在L2上增加C/A码 ▪ 增加第三民用频率L5 ▪ 增加2个军用码：M1，M2 ▪ 局部关闭
14Leabharlann GPS测量定位的分类▪ 依定位时的状态 ▪ 动态定位 ▪ 静态定位
▪ 依定位模式 ▪ 绝对定位（单点定位） ▪ 相对定位
可用于旅游，汽车、飞机、轮船等导航 。
伪距：卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间 乘以光速所得到的量测距离。
16
差分定位
•
1
、
根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为 三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方 式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用 户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。 所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精 度也不同。
▪ 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、主控站及三个注入站。
▪ 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）。
9
GPS的系统组成- 用户设备部分
▪ 载波 ▪ 作用：搭载其它信号，也可用于测量（测距）。 ▪ 类型 ▪ 目前 ▪ L1：频率：1575.43MHz，波长：19cm ▪ L2：频率：1227.60MHz，波长：24cm ▪ 现代化后 ▪ 增加L5：1176.45MHz，波长：26cm
12
GPS的信号结构（二）
GPS卫星信号构成图
13
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2020年5月22日星期五
目录
第一节 GPS系统的发展过程及系统组成 第二节 GPS的测距原理及实现 第三节 GPS的现代化
第一节 GPS系统的发展过程及 系统组成
什么是GPS
GPS: NAVSTAR GPS-----Navigation System
with Time and Ranging Global Positioning System 导航授时测距全球定位系统。
测量用户接收机到卫星的距离
卫星离地球的平均距离为 20200 公里； 如何实现精确、快速测距 ?
测量卫星信号到用户接收机的传输时间 生活中的测距实例： • 判断闪电离我们有多远 • 判断绽放的礼花离我们有多远
我们得到的启示：通过测量时间延迟来计算距离
我们举例说明如何测量两个人之间的距离 使用“同步技术”，利用声波来测量两个人之间的 距离。
差分定位
在测量上，由于导航方式的定位精度太低，因此，我们 主要利用差分定位的方式进行测量，引入差分的目的就是为 了消除GPS测量中的系统误差。
根据对误差的分析，我们可以知道，在一定距离范围内 的两个观测站同时进行单点定位时，系统误差对两个观测站 的影响大体上相同。因此，差分的基本原理是同时使用两台 或两台以上的GPS接收机进行测量，通常一台接收机固定不动， 架设在已知点上作为基准站（Base Station），另一台作为 游动站（Rover Station），以固定（静态）的方式或流动（ 动态）的方式放置在待测点上。
最终的卫星分布能保证在地球上任何一个 地方任何时间至少可以同时看到4颗卫星
。
控制部分：
包括一个主控站，三个注入站，五个监 测站组成。它们的作用在于：连续的监 测 与控制卫星系统；确定GPS系统时间；预报 卫星星历与卫星钟状态；周期性的更新每颗 卫星上的导航电文。
用户部分： 各种类型的用户接收机和相关设备等。
是一个基于卫星的无线电导航定位系统， 为有适当仪器的用户提供精密的三维坐标，导航 与时间信息。
1.1.GPS系统的发展过程
GPS系统由美国从1973年开始研制，起初完 全是一个军用导航系统，从1983年开始用于解决 大地测量问题。系统的最终构成在1993/1994年间 完成。
1.2.GPS系统的组成
同步声波特点：频率一样，结构一致
初始状态
通过1/8) 拍延时
红色信号部分是通过“等待”了 (1/4 + 1/8) 拍来得到和 绿色信号同步的，即二者的时延就是 (1/4 + 1/8) 拍。
聆 听 者
从聆听者的角度来说，当两首歌曲听起来感觉没有一 前一后的效果时，就可以认为两首歌曲已经达到同步 效果了，是同时到达聆听者的耳朵里。这个效果是由 红色信号部分人为地加上延时造成的。
基准站与游动站同时观测相同的卫星，基准站利用接收 到的卫星信号进行单点定位解算，然后用解算结果与已知点 坐标进行比较，从而获得误差的改正值，再利用无线数据链 路（或后处理软件）将改正值传给游动站，流动站将该数据 与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到流动站与基准 站之间的具有较高精度的相对位置。
和导航信息, L2主要携带P码（Y码）。而导航信息 也被称为广播星历, 包含GPS卫星的轨道参数、卫星 钟改正数和其它系统参数。
1.4.GPS定位
定位基本原理： 以用户至4颗卫星的伪距的观测值，在适当
的参考坐标系中根据已知的卫星坐标确定用户天 线的坐标。
定位方程
GPS系统指标
卫星颗数： 24+7 轨道面数： 6 轨道倾角： 55° 轨道高度： 20,183公里 运行周期： 11小时58分 载波频率： L1:1575.42 Mhz,
其作用是捕获卫星信号，并对接收到的卫星信号 进行变换、放大和处理，测量出卫星信号从卫星 到接收机天线的传播时间，解译出卫星所发送的 导航电文，实时地解算出测量点的三维坐标、速 度和时间。
1.3.GPS信号
GPS信号： GPS信号卫星向广大用户发送的用于导航定
位的已调波，其载波处于L波段。 L1载波：1575.42MHZ , 波长为9.03cm L2载波：1227.60MHZ , 波长为24.42cm 其中L1载波携带伪码(C/A码)、P码（Y码）
L2:1224.60 Mhz 传输方式： 码分多址 调制码： C/A, P
第二节 GPS的测距原理及实现
2.1 GPS 定位步骤
• 要解算用户的三维坐标位置，必须有若干个已知参考点 • 要解算出用户到参考点的基线结果，必须解空间三角形 • 要解三角形，必须测量用户接收机到卫星的距离 • 要测量距离，必须测量卫星信号到用户接收机的传输时间 • 用测量卫星信号的传输时间，需要使用“码相位技术” • 要得到精确结果，还要消除信号在传输路径上的误差
通过测定红色信号的延时值，可以得到 两点间的距离。
距离 = Δt × 声速
2.2 误差来源：
单一伪距测量误差； 卫星几何图形结构。
单一伪距测量误差： 1、与GPS卫星有关的误差 卫星星历误差；卫星钟误差 2、与信号传播路径有关的误差 电离层衰减、畸变；对流层时移；多径 效应 3、与接收机有关的误差 接收机钟误差；模型算法误差。
卫星几何图形结构：
在GPS定位中，常采用几何误差放大因子来 表示几何图形强度。
RDOP：相对定位几何精度因子，取决于定 位星座的几何结构
GDOP：几何精度因子，描述空间位置误差 和时间误差综合影响的精度因子
GPS定位时的误差可以用总的等效距离误差 和几何误差放大因子GDOP的乘积来表示。
消除、削弱上述误差影响的方法有以下几种： 1、建立误差改正模型 2、求差法（差分） 3、选择较好的硬件和较好的观测条件 4、是设法增强几何强度，减小DOP值。
GPS系统由三部分组成： 空间部分----主动式工作卫星； 控制部分----一个主控站，三个注入
站，五个监 测站组成 用户部分----不同类型的接收机和相
关设备及软件等。
空间部分：
由24颗卫星加N颗主动式备用卫星组 成。卫星分布在轨道倾角为55度的六个近 似圆形的轨道面上。轨道运行的周期为精 确的11小时58分恒星时。