《GPS导航系统》PPT课件
《GPS定位系统》PPT课件
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➢不需要相互通视 ➢观测作业不受天气条件的影响 ➢网的质量与点位的分布情况无关 ➢能达到大地测量所需要的精度水平 ➢白天和夜间均可作业 ➢经济效益显著
GPS用于大地测量
(三)GPS 的系统组成
用户部分
GPS接收机
空间部分
24颗GPS卫星组成
监控站
注入站 主控站
控制部分
级别
A
B
项目
固定误差 a(mm)
RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距 观测值,相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机。
RTK测量原理图
发射电台
接收电台
移
GPS主机
GPS主机
动 站
基准站
采集器
(一) GPS用于大地测量
1、GPS静态定位的主要应用领域
GPS静态定位主要用于建立各级测量控制网,其优点为: ➢定位精度高,其基线的相对精度非常高 ➢选点灵活、不需要造标、费用低 ➢全天候作业 ➢观测时间短 ➢观测数据处理自动化
差 ▪ 另外有接收机的对中、整平误差等
(四)GPS载波相位测量
1.采用载波相位观测值
L1=19c m
卫星广播
的电磁波
L2=24 cm C/A=293 m
信号:
p=29.3 m
• 信号量测精度优于波长的1/100
L1载波 L2载波
C/A码 P-码
• 载波波长比C/A码波长 短得多
• 所以,GPS测量采用载波相位观测值可以获得比伪距
(三) 单点定位结果的获取
• 单点定位解可以理解为一个测边后方交会问题 • 卫星充当轨道上运动的控制点,观测值为测站至卫星的
伪距(由时间延迟计算得到) • 由于接收机时钟与卫星钟存在同步误差,所以要同步观
GPS使用方法PPT课件

➢ 2004年1月10日中国与欧洲合作对伽俐略系统进行初 次测试,精度可达5cm
➢ 美国的GPS系统精度说明书可达10m,实际上大于15 米或更大。 GPS定位可到街道,而可Galileo,则可找 到家门。
➢ 目前,伽俐略系统的建设还未完成,进展缓慢。
4我国的北斗导航系统
2000年,首先建成北斗导航试验系统,使我国成为 继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系 统的国家。
▪ 伪距定位
➢ 采用伪距观测值,既可以是C/A码伪距,也可以是P码 伪距。
➢ 优点是数据处理简单,对定位条件的要求低,可以非 常容易地实现实时定位;
➢ 缺点是观测值精度低,C/A 码伪距观测值的精度一般 为3米,而P码伪距观测值的精度一般也在30个厘米左 右
▪ 载波相位定位
➢ 采用载波相位观测值,即L1、L2或它们的某种线性组 合。
三、GPS组成
* 空间部分 * 地面控制部分 * 用户设备
用户设备
接收设备 接收卫星信号
空间卫星星座 GPS图示
24颗卫星发射信号 卫星轨道、时间数据及 辅助资料信息
地面监控
中央控制系统 时间同步 跟踪卫星定位
▪ 空间部分
➢ 由24颗卫星(21颗工作卫星和3颗备用卫星)组成,分 布在6个轨道面内,每个轨道4颗卫星。每条轨道与赤 道面的夹角是55º,轨道平均高度为 20183km。每颗卫 星每天约有5小时在地平线以上,同时位于地平线以上 的卫星 数随时间和地点而异,最少4颗,最多11颗。
5.4 全球定位系统
一、全球卫星导航系统GNSS
(Global Navigation Satellite System)
➢依靠数十颗导航卫星组成的导航星座,对地面、 海面、空中的物体包括低轨航天器进行实时、 连续、全天候的精确导航、定位和定时的技术 系统。
GPS的基本知识ppt课件
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• 精度指标的合理确定 • 网的图形设计 • 网的基准设计
精度指标的合理确定
对GPS网的精度要求,主要取决于网的用途。
精度指标,均以网中相邻点之间的距离误差来表示。根据 我国GPS测量规范的要求。
精度指标,直接影响GPS网的布设方案、观测计划、观测 数据的处理方法以及作业的时间和经费。所以,在实际设计 工作中,要根据实际需要确定。
单差:单差观测量通常是指 不同观测站同步观测相同卫 星所得观测量之差。
双差观测量是在单差法基础 上,对不同测站同步观测一 组卫星所得单差之差。
测站间同步观测量的单差示意图
T1
T2
测站间同步观测量的双差示意图
三差法是在双差法基础上,不同测站同步观测的 同一组卫星所得双差观测量作差分。
T1
T2
测站间同步观测量的三差示意图
一、伪距单点定位
• 伪距 就是卫星到接收机的距离观测量,即由卫星发射的测距
码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。
• 由于伪距观测量所确定的卫星到测站的距离,都不可避免地会 含有大气传播延迟、卫星钟和接收机同步误差等的影响。
• 为了与卫星和接收机之间的真实几何距离相区别,这种含有误
差影响项的距离观测,通常称为“伪距 ”,并把它视为GPS定
• 差分法载波相位测量虽然可以消去一系列 多余参数项(即指不含有测站坐标的项),但 是在组成差分观测方程的同时,减少了观测 方程的个数,另外也增加了观测量之间的相 关性,这些都不利于提高最后解的精度。
• 一般是采用双差法求解最终结果。
• 三差法则只是用于整周跳变的探测和估计 或求得测站坐标的近似解。
GPS卫星
相对于经典的测量技术来说,这一新技术的主要特点 如下:
全球定位系统课件(共38张ppt)
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救援
定位
可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急 调遣,从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯 罪现场、交通事故等紧急事件的反应效率
农业 定位 利用GPS进行定位获取农田信息,从而实施精 准耕作
强化专练
1. 2005年5月22日我国成功进行珠峰登顶测量,这
次测量除采用1975年的传统测量方法外,还采用
3.信息查询
为用户提供主要物标,如旅游景点、 宾馆、医院等数据库,用户能够在电子地 图上根据需要进行查询。查询资料可以文 字、语言及图像的形式显示,并在电子地 图上显示其位置。同时,监测中心可以利 用监测控制台对区域内任意目标的所在位 置进行查询,车辆信息将以数字形式在控 制中心的电子地图上显示出来。
4.话务指挥
指挥中心可以监测区域内车辆的 运行状况,对被监控车辆进行合理调 度。指挥中心也可随时与被跟踪目标 通话,实行管理。
材料 我国在各大中城市合理布局了许多110 指挥中心。110指挥中心在接到报警后,能在 最短的时间内指挥警车到达出事地点。为了提 高出警率,许多城市在配备巡逻车的同时大量 地应用地理信息技术。
应用领域 主要功能
具体用途
军事
主要用来给航行中的军舰、飞机及导 弹等设施提供定位和导航信息,同时 定位导航 也广泛应用于野外行进中单兵和移动 装备的定量、资 源勘探、地壳运动观测、地籍测量等 领域
交通
定位 导航
对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆, 从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求, 降低能源消耗,节省运行成本。同时,GPS对 车辆还具有导航功能
特点:(1)全天候,不受天气影响; (2)全球覆盖; (3)三维定速定时高精度; (4)快速省时高效率; (5)应用广泛、多功能。
《GPS卫星导航系统》幻灯片
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GPS卫星信号
电文内容
GPS卫星信号
A
n
米
0
0 I
GPS卫星信号
GPS卫星信号产生
载波L1
C/A码 D码 (导航电文) P码
载波L2
相移90°
Gi (t) Di (t)
美国政府于1991年7月1日实施SA技术,2000年5月2日解除
GPS卫星信号
SA对定位精度的影响
GPS卫星在轨位置计算
a S a(1-e2)
M0
卫星轨道
P
GPS卫星在轨位置计算
① 卫星运行的平均角速度 n
首先按下式计算 n 0
n0
GM a3
1/
2
G M 3 . 9 8 6 0 0 5 1 0 1 4 ( m 3 / s 2 )
⑦ 在计算tk时,应注意toe是由每星期历元〔星期六/星 期日子夜零点〕开场计量的。当tk<302400 时,应减去 604800s。当tk>302400时,应加上604800s。
GPS卫星在轨位置计算
③ 计算观测时刻的卫星平近点角 M k
④
M kM0ntk
⑤ 式中M 0
为电文中给出的参考toe时刻 的
载 S S 波L i L i 2 1 信 B 号A p p P P Li i 2( ( t t 上) ) D D 只i i( ( t t ) ) 调c c o o 制s s ( ( P1 2 码t t 和1 2 i Di ) ) 码A 。C /A 其G i 信( t ) 号D i( 构t ) 造s i n 为(1 :t 1 i)
GPS全球定位系统【PPT】(60页)
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用户部分
GPS 的用户部分由GPS 接收机、 数据处理软件及相应的用户设备如 计算机等组成。作用是接收GPS 卫 星所发出的信号,利用这些信号进 行导航定位等工作。
GPS定位原理
伪距测量原理
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。 D = c·△t △t = t2 - t1
GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的 原子钟,并由监测站经常进行校准。卫星 发送导航信息,同时也发送精确时间信息。 GPS接收机接收此信息,使之与自身的时 钟同步,就可获得准确的时间。GPS接收 机中的时钟,不可能象在卫星上那样,设 置昂贵的原子钟,所以就利用测定第四颗 卫星,在计算过程中校准GPS接收机的时 钟。
单点定位
首先我们可以得到GPS卫星的位置;其 次,我们又能准确测定我们所在地点A至 卫星之间的距离,那么A点一定是位于以 卫星为中心、所测得距离为半径的圆球 上。进一步,我们又测得点A至另一卫星 的距离,则A点一定处在前后两个圆球相 交的圆环上。我们还可测得与第三个卫 星的距离,就可以确定A点只能是在三个 圆球相交的两个点上。根据一些地理知 识,可以很容易排除其中一个不合理的 位置。
GPS 测量中常用的坐标系统
世界大地坐标系WGS-84 UTM坐标系统 1954 年北京坐标系 1980 年西安大地坐标系
WGS-84 坐标系
WGS-84 坐标系是目前GPS 所采用的坐标系统, GPS 所发布的星历参数和历书参数等都是基于此 坐标系统的。 WGS-84 坐标系统的全称是World Geodical System-84 (世界大地坐标系-84), 它是一个地心地 固坐标系统。WGS-84 坐标系统由美国国防部制 图局建立,于1987 年取代了当时GPS 所采用的坐 标系统WGS-72 坐标系统而成为现在GPS所使用 的坐标系统。 WGS-84 坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z 轴指向BIH 1984.0 定义的协议地球极方向,X 轴 指向BIH 1984.0 的启始子午面和赤道的交点,Y 轴与X 轴和Z 轴构成右手系。
第10章 卫星定位与导航系统.ppt
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可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断 地发射导航电文。
由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟 不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、 y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之 间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这 4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所 处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。
用户设备部分:GPS 信号接收机。
在GPS中使用单向传输,只有从卫星到 用户的链路,用户不需要发射机,只需 要一个GPS接收机即可。
GPS的基本原理
GPS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。
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,每一颗卫星都会广播其星历表。
三是民用进展缓慢,主要由于缺乏资金推 广和政策因素。
10.3 伽利略系统
1999年,欧洲提出“伽利略计划”,主要是 为了摆脱对美国GPS系统的依赖。该计划准 备向高度为2.4万公里的太空发射30颗卫星, 组成“伽利略”卫星定位系统。与GPS不同, 该系统将主要服务于民用,提供误差不超过1 米的精确定位服务。
在大力参与伽利略计划的同时,中国始终没 有放弃开发自己的卫星导航系统的努力。
自2000年10月至今年2月,中国已成功将4颗 “北斗”导航实验卫星送入太空,由其组成 的“北斗”导航试验系统工作稳定、状态良 好,也称为北斗一代,覆盖区域仅包含东亚 地区,重点是中国沿海地域,它还无法覆盖 中国全境。
GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民 用的粗/截获码(C/A码)和军用的精密码 (P码),P码加密后构成Y码,因此常将精 密码记为P(Y)码。
C/A码是Gold码,码长1023,频率 1.023MHz,重复周期1毫秒,码间距1微秒, 相当于300m。C/ A 码主要开放给民间使用。
《导航系统原理》课件
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随着传感器技术的发展,多传感器融 合技术成为导航系统的重要发展方向 ,它可以提高导航精度和稳定性,降 低对单一传感器的依赖。
卫星导航技术
卫星导航技术的出现是导航系统发展 的一大里程碑,它具有精度高、覆盖 范围广、全天候等优点,广泛应用于 各个领域。
全球定位系统(
02
GPS)
GPS的组成
空间部分
由24颗卫星组成,其中21颗为工作卫星,3颗为备用卫星。这些卫星分布在6个轨道平面 上,每个轨道平面4颗卫星。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
组合导航系统的应用领域
军事应用
组合导航系统广泛应用于军事领域的导 弹制导、无人机航迹规划、战场侦察等 领域。
VS
民用领域
组合导航系统也广泛应用于民用领域,如 航空、航海、车辆自动驾驶、智能机器人 等领域。
导航系统的未来发
05
展
导航系统的发展趋势
智能化
随着人工智能技术的不断发展, 未来的导航系统将更加智能化, 能够实现自主规划、智能推荐、 实时优化等功能。
提供全球范围的高精度位置信息。
惯性导航系统
通过陀螺仪和加速度计等传感器测量 载体的角速度和加速度,从而推算出 载体的位置和姿态信息。
磁力计
通过测量地球磁场强度,提供载体方 向信息。
里程计
通过测量载体移动的距离和方向,提 供载体移动信息。
组合导航系统的工作原理
1 2
数据融合
组合导航系统将不同传感器的数据进行融合,以 获得更准确的位置、姿态、方向和速度信息。
导航系统原理
导航系统通过接收和处理来自各种传感器的信息,计算出物体的位置、速度和 航向等参数,从而为使用者提供导航指引。
导航系统的分类
2024版GPS产品培训资料课件pptx
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contents•GPS产品概述•GPS产品种类与功能特点目录•GPS产品选购与使用指南•行业应用案例分析•未来发展趋势预测及挑战应对发展历程1973年,美国国防部开始研制GPS系统。
1989年,第一颗GPS工作卫星发射成功。
1995年,GPS系统实现全球覆盖。
2000年以后,GPS技术逐渐应用于民用领域。
空间部分地面控制部分工作原理利用测距交会的定位原理,通过测量GPS信号从卫星到接收机的传播时间,计算出接收机到各卫星的距离,进而确定接收机的位置。
采用多星定位方式,至少需要4颗卫星的信号才能确定接收机的三维位置和时间。
国内外GPS市场现状与发展趋势市场现状全球GPS市场规模不断扩大,应用领域不断拓展。
国内外众多企业涉足GPS产业,市场竞争激烈。
•随着技术的进步和应用的普及,GPS产品价格逐渐降低,性能不断提升。
01020304车载GPS导航仪提供准确的路线规划和语音提示,帮助驾驶者快速到达目的地。
定期更新地图数据,确保导航信息的准确性和时效性。
集成音乐、视频、蓝牙电话等娱乐和通讯功能,提升驾驶体验。
支持自定义路线、避开拥堵路段等个性化设置,满足用户多样化需求。
实时导航地图数据更新多功能集成个性化设置手持式GPS 定位仪01020304便携性高精度定位耐用性多功能应用便捷性实时性多应用支持省电优化智能手机内置GPS模块其他专业应用领域的GPS产品农业领域航海领域测量领域安全监控领域如何选择合适的GPS产品确定需求兼容性与扩展性了解产品性能比较品牌与型号根据使用场景(车载、手持、户外等)和个人需求(精度、功能、价GPS产品。
对比不同品牌和型号的综合考虑口碑、质量、价格等因素。
选择开阔、无遮挡的位置安装GPS 设备,以确保信号接收质量。
安装位置选择设备连接与配置使用注意事项数据处理与分析按照说明书正确连接设备,并根据需要进行相关配置(如设置坐标系、输出格式等)。
遵循设备使用说明,避免在恶劣环境下使用,及时充电和维护设备。
GPS卫星导航PPT课件

(3)后处理差分动态定位 它和实时差分动态定位的主要差 别在于,在运动载体和基准站之间,不必像实时动态定位那 样建立实时数据传输,而是在定位观测以后,对两台GPS接 收机所采集的定位数据进行测后的联合处理,从而计算出接 收机所在运动载体在对应时间上坐标位置。
3后处理差分动态定位它和实时差分动态定位的主要差别在于在运动载体和基准站之间不必像实时动态定位那样建立实时数据传输而是在定位观测以后对两台gps接收机所采集的定位数据进行测后的联合处理从而计算出接收机所在运动载体在对应时间上坐标位置
GPS技术
讲授老师:王志芳
第六章 GPS卫星导航
6.1 概述 6.2 GPS卫星导航原理 6.3 GPS用于测速、测时、测姿态 6.4 GPS卫星导航方法 6.5 精密单点定位技术
6.4 GPS卫星导航方法
6.4.3差分GPS导航
由于SA政策降低了使用C/A码的民用用户的精度,因而就提 出了如何提高民用定位精度的问题,差分GPS就是适应这一要 求而产生的。 , 工作原理
在地面已知位置设置一个地面站,地面站由一个GPS差分接 收机和一个差分发射机组成。差分接收机接收卫星信号,监测 GPS差分系统的误差,并按规定的时间间隔把修正信息发送给 用户,用户用修正信息校正自己的测量或位置解。
6.4 GPS卫星导航方法
6.4.1 基本概念:
对于任何某一具体导航过程,首先必须确定本次航行的起始 点、目的点以及航行计划路径。路径的标定一般是用一系列均 匀分布于路径上的坐标点来确定(航路点)。
《GPS系统简介》课件

GPS系统如何工作
卫星发射
GPS系统由一组卫星组成,它 们不断发射信号到地球。
接收信号
接收器接收来自卫星的信号, 并计算位置和时间信息。
三角定位
通过同时接收多个卫星信号, 接收器可以确定其准确位置。
GPS的历史和发展
1
冷战时期
GPS的开发始于冷战时期,用于军事目的。
2
公民使用
1996年,GPS系统对公民开放使用,改变了导航和定位的方式。
3
卫星数量增加
随着时间的推移,GPS系统的卫星数量不断增加,提供更好的覆盖和服务。
GPS在现代应用的例子
导航系统
GPS可提供实时导航指导, 使驾驶员从一个地点到另一 个地点更方便。
物流跟踪
通过GPS,物流公司可以更 好地跟踪货物的位置和运送 进度。
运动追踪
跑步、骑车等运动爱好者可 以使用GPS追踪器记录和分 析他们的运动活动。
GPS的局限性和问题
1 天气影响
恶劣天气条件下,GPS信号可能受到干扰,影响定位精度。
2 高楼大厦
在城市密集地区,高楼大厦可能阻挡GPS信号,导致定位不准确。
3 信号延迟
GPS信号需要时间传输,所以会存在一定的时间延迟问题。
GPS的未来展望和发展
增强现实
GPS技术与增强现实相结合, 将为用户提供更丰富的导航和 互动体验。
《GPS系统简介》PPT课 件
GPS系统是一种全球定位系统,通过使用卫星和接收器来GPS可以在全球范围内提供定位服务,无论您身在何处。
多种应用
GPS适用于各种领域,包括导航、军事、航空航海等。
定位精度
GPS可以提供高精度的地理位置信息,通常在几米到几厘米之间。
《GPS卫星导航》PPT课件

d r )
及
X j Xk
2
Y j Yk
2
Z j Zk
2
1
2 dr
(6-8)
应
则基准/动态接收机的钟差之差所引起的距离偏差为:
用
dr cd k d r
(6-9)
如果基准/动态接收机各观测了4颗GPS卫星,则按(6-8)列 出4个方程式,可解出4个未知数(Xk,Yk,Zk,△dr)。
便得到线性方程:
用
X A1B
(6-2)
6.2.1 单点动态定位
G
其中矩阵:
P
X X u Yu Zu T
S 测 量 原
X
1
10
X u0
X2
X u0
Y 1 Zu0
1 0
Y 1 X u0
理
20
20
Z 1 Zu0
10
Z 2 Zu0
20
1
1
及 应
X 3 X u0
30
1 c
[ij I (t)
ijT
(t)]
上述计算可见,当观测站坐标已知时,只需观测1颗卫星,即可确定未知钟差
差数;如果观测站坐标未知,则至少同步观测4颗卫星,以便在确定观测站
G
位置的同时,确定接收机钟差(如前述的实时绝对定位)。
P
单站单机测时的目的在于确定用户时钟相对GPS时的偏差,进一步根据导航
S
及 由此可得载体运行方向的速度为 应
用
vs X 2 Y2 Z 2 1 2
上述测定航速的方法,不需要新的观测量,计算
简单,测速的实质仍是定位。上述计算是在时间段
G P
t内的平均速度,如果计算过程中所取时间间隔过