全球定位系统

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全球四大卫星定位系统

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星定位系统一.GPS系统(美国)二.北斗系统(中国)三.GLONASS系统(俄罗斯)四.伽利略卫星导航系统(欧盟)GPS系统(美国)GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制,历时20年,耗资近200亿美元,于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。

GPS利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。

它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。

如今,GPS已经成为当今世界上最实用,也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。

GPS系统概述GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。

(1)空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。

(2)控制部分控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。

(3)用户部分GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。

主要功能:导航测量授时标准:全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 18314-2001 Specifications for global positioning system (GPS) surveys种类: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。

北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。

段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户度0.2米/秒,授时精度10纳秒。

系统构成北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,中国计划2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。

中国正在实施北斗卫星导航系统建设,已成功发射16颗北斗导航卫星。

根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。

全球定位系统的名词解释

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。

全球定位系统的原理与应用

全球定位系统的原理与应用

全球定位系统的原理与应用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是一种基于卫星导航技术的定位系统,旨在提供全球性定位和导航服务。

它由美国国防部研究项目开发而成,现已经广泛应用于民用和军用领域。

本文将从GPS的原理、使用、精度等方面进行阐述。

一、GPS的原理GPS系统由三个部分组成:卫星、地面控制台和接收器。

卫星是系统的关键组成部分,由美国空军掌控和控制。

GPS接收器从多颗卫星中接收信号,并使用三角测量法计算出所在位置经度、纬度和高程。

GPS系统是基于距离测量的原理运作的。

每颗GPS卫星都会向地面上的接收器发射无线电信号,并将由卫星发射的共同信号传输给接收器。

接收器制造商为每颗卫星独特的信号定制一个专用代码,以避免干扰或混淆两个信号。

当接收器接收到来自三颗或更多卫星的信号时,它将使用三角定位法来计算出其位置,进而提供用户所需的信息。

二、GPS的应用GPS的应用非常广泛,包括:1. 军事用途:GPS系统在军事用途中有着广泛的应用,例如导航、目标定位和通信等方面。

2. 遥感:卫星图像、地图和监控都可以使用GPS来提供更精确的位置信息。

3. 航空和水运:GPS系统在航空和水上交通运输领域中的应用极为广泛。

它可以帮助飞机、船只和车辆导航,从而可减少事故数目。

4. 科学研究:在气象学、地质学和生态学等领域,GPS系统也扮演着重要的角色。

三、GPS的精度GPS的精度可能会受到多种因素的影响,包括:1. 大气影响:GPS信号在穿越大气时可能会受到干扰,从而导致精度下降。

2. 卫星位置:卫星的位置也可能会对GPS定位精度产生影响。

如果接收器能够“看到”四颗或更多的卫星,那么它能够以良好的精度进行定位。

3. 接收器质量:接收器的质量也可能会对定位精度产生影响。

高质量接收器构建和材料成本较高,因此通常价格较为昂贵,但它们通常能够以高度精度定位。

最终,GPS系统的精度通常以“水平误差”和“垂直误差”表示。

全球定位系统GPS

全球定位系统GPS
30 2024/4/4
Colorado springs
地面控制部分
55
kwajalein
Hawaii
Ascencion Diego Garcia
•一个主控站:科罗拉多•斯必灵司 •三个注入站Байду номын сангаас阿松森(Ascencion)
迭哥•伽西亚(Diego Garcia) 卡瓦加兰(kwajalein) •五个监测站=1个主控站+3个注入站+夏威夷(Hawaii)
观测时间短
• 目前,20km以内相对静态定位, 仅需15-20min;快速静态相对定 位测量时,当每个流动站与基准 站相距在15km以内时,流动站观 测时间只需1-2分钟,然后可随时 定位,每站观测只需几秒钟。
测站间无须通视
• GPS测量不要求测站之间互相通视, 只需测站上空开阔即可,因此可节 省大量的造标费用。由于无需点间 通视,点位位置可根据需要,可稀 可密,使选点工作甚为灵活,也可 省去经典大地网中的传算点、过渡 点的测量工作。
Correct orbit and clock frequency
Comput e errors
Create new navigation message
upload navigation message
Monitor Station Station
Master Control Station Upload
用户部分: 接收并测卫星信号 记录处理数据 提供导航定位信息
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
29 2024/4/4
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(地面高度) • 12小时(恒星时)轨道周期 • 5个多小时出现在地平线以上(每颗星)

全球定位系统及其应用

全球定位系统及其应用
稳定性问题
由于大气条件、卫星轨道和时钟误差等因素的影响,GPS定 位可能会受到一定程度的干扰,影响定位的稳定性。
05 GPS的未来发展
增强型定位技术
增强型定位技术是指利用多种传感器 和信号源来提高定位精度和可靠性的 技术。例如,通过结合GPS、 GLONASS、Galileo等不同卫星导航 系统的信号,可以实现更精确的定位。 此外,利用地面基站、Wi-Fi、蓝牙 等无线信号也可以辅助GPS定位,提 高定位精度和可靠性。
特点
全球覆盖、高精度、实时性、自动化、多功能性等。
GPS的发展历程
1958年
美国海军开始研发子午 仪卫星系统,作为远程 武器的精确制导工具。
1964年
子午仪卫星系统正式投 入使用,主要用于军事
和民用导航。
1973年
美国国防部将子午仪卫 星系统改进为全球定位
系统(GPS)。
1995年
GPS全面建成,并向全 世界提供无偿服务。
全球定位系统及其应用
contents
目录
• 全球定位系统概述 • GPS的工作原理 • GPS的应用领域 • GPS的限制与挑战 • GPS的未来发展
01 全球定位系统概述
定义与特点
定义
全球定位系统(GPS)是一种基于空间的无线电导航系统,利用导航卫星提供的位置和时间信息,实现对地球表 面和近地空间的任何地点进行高精度、连续、实时的导航和定位服务。
高速移动
在高速移动环境下,如车辆、飞机等 ,GPS信号的接收和处理受到多普勒 效应的影响,可能导致定位误差增大 。
动态环境中的多径效应
由于周围环境的快速变化,如建筑物 、树木等,GPS信号可能发生反射、 折射和散射,产生多径效应,影响定 位精度。

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星导航系统简介一、美国的GPS系统:美国的GPS系统,由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。

GPS的信号有两种C/A码,P码。

民用:C/A码的误差是29.3m到2.93米。

一般的接收机利用C/A码计算定位。

美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了SA(Selective Availability),令接收机的误差增大,到100米左右。

在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。

军用:P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。

但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。

二、中国的“北斗”卫星导航定位系统:“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。

按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。

30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。

“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。

开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。

授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能,精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。

这和美国GPS的水平是差不多的。

另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。

通过“北斗”系统,用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。

在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后,会不会取代GPS呢?曹冲研究员的答案是否定的。

《全球定位系统及其应用》 讲义

《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。

全球定位系统(GPS)的原理

全球定位系统(GPS)的原理

GPS的基本原理和功能介绍全球定位系统(GPS)是一种用于确定地球上特定位置的卫星导航系统。

它由一系列卫星、地面控制站和GPS接收器组成。

GPS的基本原理是利用卫星之间的距离测量和三角定位的原理来确定接收器的位置。

1.GPS卫星组成和运行原理•GPS系统由一组运行在中轨道上的卫星组成,这些卫星分布在地球的不同位置,以确保全球范围的覆盖。

目前,GPS系统中通常有24颗卫星运行。

•GPS卫星通过精确的轨道控制和时间同步,以稳定的速度绕地球运行。

卫星的运行轨道和位置信息由地面控制站进行监测和调整。

2.GPS接收器的工作原理和定位方法•GPS接收器是用于接收和处理来自卫星的信号的设备。

接收器通过接收多颗卫星发射的信号,并计算信号的传播时间和距离来确定接收器的位置。

•GPS接收器使用三角定位的原理,通过同时接收来自至少三颗卫星的信号来确定接收器的位置。

通过接收更多卫星的信号,精度可以进一步提高。

3.GPS的定位精度和误差来源•GPS定位的精度取决于多种因素,包括卫星的几何分布、接收器的性能、大气条件等。

•可能的误差来源包括信号传播时的大气延迟、卫星钟的不准确、接收器钟的不准确、多径效应等。

这些误差需要进行校正和纠正,以提高定位的精度。

4.GPS在导航、测量和定位应用中的作用•GPS在导航领域是非常重要的,它被广泛应用于航空、航海、汽车导航等。

通过GPS定位,人们可以准确地确定自己的位置并导航到目的地。

•在测量领域,GPS被用于测量地球表面的形状、地壳运动、地震活动等。

它在地理测量、地质勘探等领域发挥着重要作用。

•GPS还被用于定位和追踪移动设备、车辆和人员,例如物流追踪、紧急救援等。

5.GPS技术的发展和未来趋势•GPS技术在过去几十年中取得了巨大的发展,定位精度和覆盖范围不断提高。

现代的GPS接收器可以实现亚米级的定位精度。

•随着技术的进步,GPS系统的性能将进一步改善,包括更多卫星的部署、更高的定位精度、更快的信号更新速度等。

全球定位系统

全球定位系统

全球定位系统(英语:G lobal P ositioning S ystem,通常简称GPS),又称全球卫星定位系统,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。

它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。

系统由美国国防部研制和维护,可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。

该系统包括太空中的24颗GPS卫星;地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。

最少只需其中3颗卫星,就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度;所能收联接到的卫星数越多,解码出来的位置就越精确。

该系统由美国政府于20世纪70年代开始进行研制并于1994年全面建成。

使用者只需拥有GPS接收机即可使用该服务,无需另外付费。

GPS信号分为民用的标准定位服务(SPS,Standard Positioning Service)和军规的精确定位服务(PPS,Precise Positioning Service)两类。

由于SPS无须任何授权即可任意使用,原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击,故在民用讯号中人为地加入误差(即SA 政策,Selective Availability)以降低其精确度,使其最终定位精确度大概在100米左右;军规的精度在十米以下。

2000年以后,克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。

因此,现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。

GPS系统拥有如下多种优点:全天候,不受任何天气的影响;全球覆盖(高达98%);三维定速定时高精度;快速、省时、高效率;应用广泛、多功能;可移动定位;不同于双星定位系统,使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性,提高了其军事应用效能。

目录[隐藏]∙ 1 GPS系统发展历程o 1.1 前身o 1.2 计划o 1.3 计划实施∙ 2 GPS系统的组成o 2.1 空间星座部分o 2.2 地面监控部分o 2.3 用户设备部分∙ 3 定位误差来源与分析∙ 4 差分技术∙ 5 GPS的功能∙ 6 GPS的六大特点∙7 其他定位系统∙8 应用o8.1 军事o8.2 商业o8.3 地理o8.4 运输o8.5 通信∙9 参见∙10 外部链接[编辑] GPS系统发展历程自1978年以来已经有超过50颗GPS和NAVSTAR卫星进入轨道.[编辑]前身GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit),1958年研制,1964年正式投入使用。

GPS在精准农业中的应用

GPS在精准农业中的应用
精细农业示范 园。
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。
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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

全球四大导航系统

全球四大导航系统

全球四大卫星定位系统目前,世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。

当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的“伽利略”系统、和中国的北斗卫星导航系统。

一、美国GPS长期垄断美国国防部从1973年开始实施的GPS系统,这是世界上第一个全球卫星导航系统,在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。

GPS全球定位系统计划自1973年至今,先后共发射了41颗卫星,总共耗资190亿美元。

GPS 原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统,在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。

随后,在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。

从克林顿时代起,该系统开始应用在了民用方面。

现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。

美国利用GPS获得了巨大的经济利益,多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。

以1986年为例,当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元,高精度的则达到10万美元。

现在价格虽然有所下降,但也可推算出20年来GPS“收获颇丰”。

以GPS为代表的卫星导航定位应用产业,已成为八大无线产业之一。

据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明,GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长,2005年全球GPS市场已达到310亿美元。

长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号——也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个“大概”。

在海湾战争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一度关闭对欧洲GPS服务。

2003年3月20日,伊拉克战争爆发。

大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达,用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁,行动代号:“斩首行动”;4月,一架B-1B“枪骑兵”轰炸机临时接到任务,用炸弹摧毁了另一座建筑。

他们的目标都是一个人:萨达姆侯赛因,他们所使用的炸弹都是一种:联合攻击炸弹(JDAM),这些炸弹之所以都能够精确的打击目标,是因为他们都是通过卫星定位来实现定位,提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。

全球定位系统概述

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。

四大全球卫星定位系统比较

四大全球卫星定位系统比较

北斗卫星导航系统-发展计划
➢ 第一步是试验阶段,即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务,为" 北斗"卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才,研制一些地面应用基础设施 设备等;
➢ 第二步是到20XX,计划发射10多颗卫星,建成覆盖亚太区域的"北斗"卫星导航定 位系统〔即"北斗二号"区域系统;
GLONASS定位系统-系统组成
+ GLONASS定位系统也由三个部分组成即 + 〔1 GLONASS卫星〔空间部分; + 〔2 地面监控系统〔地面监控部分;和 + 〔3 GLONASS接收机〔用户部分.
格洛纳斯-应用
➢ 航空、航海交通安全与管理; ➢ 大地测量与制图; ➢ 地面交通运输实时监控; ➢ 移动目标的异地时间同步; ➢ 生态监测、野外搜寻与救生.
四大全球卫星定位系统 介绍及比较
四大卫星导航系统
➢ 美国的GPS ➢ 中国的北斗 ➢ 俄罗斯的GLONASS ➢ 欧盟的Galileo ➢ 四大系统参数应用比较
GPS –概述
➢ GPS即全球定位系统〔Global Positioning System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. ➢ 全球定位系统〔Global Positioning System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, 全球定位系统由太空卫星部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成.
➢ 第三步是到2020年,建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网 而成的全球卫星导航系统.

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星定位系统

船舶远洋导航和进港引水 飞机航路引导和进场降落 汽车自主导航 地面车辆跟踪和城市智能 交通管理 紧急救生 个人旅游及野外探险 个人通讯终端
GPS的其他应用 GPS的其他应用
1.电力,邮电, 2.准 1.电力,邮电,通讯等网络的时间同步 电力 2.准 3.准确频率的授入 1.各种 确时间的授入 3.准确频率的授入 1.各种 等级的大地测量, 2.道路和各种线 等级的大地测量,控制测量 2.道路和各种线 3.水下地形测量 4.地壳形变测量 路放样 3.水下地形测量 4.地壳形变测量 5.GIS应用 ,大坝和大型建筑物变形监测 5.GIS应用 6.工程机械 轮胎吊,推土机等) 工程机械( 7.精 6.工程机械(轮胎吊,推土机等)控制 7.精 细农业
欧洲“伽利略” 欧洲“伽利略”系统
伽利略定位系统( System), 伽利略定位系统(Galileo Positioning System), 是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统, 欧洲版GPS GPS” 是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统,有“欧洲版GPS” 之称,也是继美国现有的“全球定位系统” GPS) 之称,也是继美国现有的“全球定位系统”(GPS)及俄 罗斯的GLONASS系统外,第三个可供民用的定位系统。 GLONASS系统外 罗斯的GLONASS系统外,第三个可供民用的定位系统。伽 利略系统的基本服务有导航、定位、授时; 利略系统的基本服务有导航、定位、授时;特殊服务有 搜索与救援; 搜索与救援;扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系 统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、 统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地 车队运输调度、精准农业。2010年 车队运输调度、精准农业。2010年1月7日,欧盟委员会 欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。 2014年起投入运营 称,欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。

全球卫星定位系统

全球卫星定位系统
编辑本段发展历程
自1978年以来已经有超过50颗GPS和NAVSTAR卫星进入轨道.
前身
GPS[1]系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit),1958年研制,64年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作,每天最多绕过地球13次,并且无法给出高度-{A|zh-cn:信息;zh-tw:资讯}-,在定位精度方面也不尽如人意。然而,子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验,并验证了由卫星系统进行定位的可行性,为GPS系统的研制埋下 定位系统组成
全球卫星定位系统百科名片
GPS即全球定位系统(英文名:Global Positioning System),又称全球卫星定位系统,中文简称为“球位系”,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统,结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。
全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从本世纪70 年代开始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。具有海陆空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。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。
编辑本段差分技术
为了使民用的精确度提升,科学界发展另一种技术,称为差分全球定位系统(Differential GPS), 简称DGPS。亦即利用附近的已知参考坐标点(由其它测量方法所 美国GPS

GPS_百度百科

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Product Specifications)-简称GPS。
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。

四大全球卫星导航系统简介

四大全球卫星导航系统简介

四大全球卫星导航系统简介目前有四大全球卫星导航系统,其中包括: 美国的全球卫星定位系统GPS、俄罗斯GLONASS卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统、欧洲“伽利略”卫星导航系统。

一、美国的全球卫星定位系统GPS1、简介:GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。

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。

GPS系统由28颗地球同步卫星组成(4颗为备用星),均匀地分布在距离地球20000公里高空的6个轨道面上。

这些卫星与地面支撑系统组成网络,每隔1-3秒向全球用户播报一次其位置(经纬度)、速度、高度和时间信息,能使地球上任何地方的用户在任何时候都能利用GPS接收机同时收到至少4颗卫星的位置信息,应用差分定位原理计算确定自己的位置,精度约为10米。

2、特点:(1)全球、全天候工作。

(2)定位精度高。

单机定位精度优于10m,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。

(3)功能多,应用广。

(4)高效率、操作简便、应用广泛。

二、俄罗斯GLONASS卫星导航系统1、简介:“格洛纳斯GLONASS”是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。

GLONASS的正式组网比GPS还早,这也是美国加快GPS建设的重要原因之一。

不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响,正常运行卫星数量大减,甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航服务,更不要说和GPS竞争。

到了21世纪初随着俄罗斯经济的好转,格洛纳斯也开始恢复元气。

GLONASS的工作卫星有21颗,分布在3个轨道平面上,同时有三颗备份星。

这三个轨道平面两两相隔120度,同平面内的卫星之间相隔45度。

每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。

每颗卫星需要11小时15分钟完成一个轨道周期,精度约为10米。

2、特点:(1)抗干扰能力强(2)GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策(3)GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式,根据载波频率来区分不同卫星(GPS是码分多址(CDMA),根据调制码来区分卫星)三、中国的北斗卫星导航系统1、简介:北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。

全球定位系统

全球定位系统
GPS卫星可分为试验卫星和工作卫星两类。各种类型的基本特征如下:
(1)试验卫星
试验卫星也称原型卫星。卫星重774千克(包括310千克的燃料),设计寿命为5年。为满足方案论证和整个 系统试验、改进的需要,美国1978-1985年间从加利福尼亚州的范登堡空军基地用 Atlas火箭先后发射了11颗试 验卫星。其中第7颗卫星发射失败,未进入预定轨道。1995年底,最后一颗试验卫星停止工作 。
2.载波相位测量及载波相位定位
载波相位测量是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟。GPS卫星载波上调制了测距码和导航电 文,接收机接收到卫星信号后,先将载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获得载波,称为重建载波。GPS接收 机将卫星重建载波与接收机内由振荡器产生的本振信号通过相位计比相,即可得到相位差 。
GPS全球定位系统采用多星高轨测距体制,以距离作为基本观测量,通过对4颗卫星同时进行伪距测量,即可 推算出接收机的位置。由于测距可在极短的时间内完成,即定位是在极短的时间内完成的,故可用于动态用户 。
现代测距实质上是使用无线电信号测量其传播时间来推算距离。可以测量往返传播延迟,也可以测量单程传 播延迟。往返传播测距即主动测距,要求卫星与用户均具备收发能力。对用户来说,这不仅大大增加了仪器的复 杂程度,而且从隐蔽性来看也是十分不利的,因为发射信号易造成暴露。单程测距(即被动测距)则在很大程度 上避免了上述的缺点。但单程测距要求卫星与用户接收机的时钟同步。如果两个时钟不同步,那么在所测量的传 播延时时间中,除了因卫星至用户接收机之间距离所引起的传播延迟之外,还包含了两个时钟的钟差。要达到卫 星与用户时钟同步,在实际工作中很难做到,但可通过适当方法解决 。
随着GPS系统的不断完善和软件的不断更新,20km以内相对静态定位仅需15-20min,快速静态相对定位测量 时,当每个流动站与基准站相距在15km以内时,流动站观测时间只需1-2min,然后可随时定位,每站观测只需几 秒。
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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。
而引力对时间施加了更大的相对论效应。大约2万千米的高空,GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。结果就是星载时钟每天快45微秒, GPS要计入共38微秒的偏差。Ashby解释说:“如果卫星上没有频率补偿,每天将会增大11千米的误差。”(这种效应实事上更为复杂,因为卫星沿着一个偏心轨道,有时离地球较近,有时又离得较远。)
GPS特点
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息;用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历;用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历,精度为几米至几十米(各个卫星不同,随时变化);以及GPS系统信息,如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离,由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差,故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距,精度约为20米左右,对P码测得的伪距称为P码伪距,精度约为2米左右。
◆GPS的前身
GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit),1958年研制,64年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作,每天最多绕过地球13次,并且无法给出高度信息,在定位精度方面也不尽如人意。然而,子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验,并验证了由卫星系统进行定位的可行性,为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
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。
GPS定位技术具有高精度、高效率和低成本的优点,使其在各类大地测量控制网的加强改造和建立以及在公路工程测量和大型构造物的变形测量中得到了较为广泛的应用。
GPS概述
即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。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。
按定位方式,GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式,它只能采用伪距观测量,可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量,大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差,在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响,在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱,因此定位精度将大大提高,双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分,在精度要求高,接收机间距离较远时(大气有明显差别),应选用双频接收机。
4.前进方向(Heading)
GPS没有指北针的功能,静止不动时是不知道方向的。
5.导向(Bearing)
GPS构成
1。空间部分
GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。
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。
2。地面控制部分
地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。
GPS接收机对收到的卫星信号,进行解码或采用其它技术,将调制在载波上的信息去掉后,就可以恢复载波。严格而言,载波相位应被称为载波拍频相位,它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测,保持对卫星信号的跟踪,就可记录下相位的变化值,但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的,起始历元的相位整数也是不知道的,即整周模糊度,只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米,但前提是解出整周模糊度,因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值,而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。
为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划,并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星,在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统,这是GPS系统精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划,这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道 该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号,其强大的功能,当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位,空军的计划能供提供高动态服务,然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的,所以1973年美国国防部将2者合二为一,并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导,还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多,包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
3。用户设备部分
用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪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就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。
常用术语(这里解释全球定位系统已经太多了,我就不啰嗦了,把它设成超级链接,想看就点击吧)
1.坐标(Cordinate)
有二维和三维两种表示。
2.路标(Landmark or waypoint)
GPS内存的一个坐标值。
3.路线(Route)
路线是GPS内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,S技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006年期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。据有关专家预测,在美国,单单是汽车GPS导航系统,2000年后的市场将达到30亿美元,而在我国,汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见,GPS技术市场的应用前景非常可观。
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