测量教案8章GNSS测量

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• 欧盟Galileo卫星
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• 欧盟Galileo卫星
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• 欧盟Galileo卫星
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• 8.1 GPS概述 • GPS定位原理——空间测距交会 • P点安置GPS接收机，接收卫星发射的测距码信号 • 在接收机时钟控制下 • 解出测距码从卫星→接收机的时间——Δt • 乘光速c、加卫星时钟与接收机时钟不同步改正 • 算出卫星→接收机的空间距离——
• 两个时钟不同步对测距结果的影响——c(vT－vt) • 卫星广播星历含卫星钟差vt——已知 • 接收机钟差vT未知——观测方程解算 • 卫星→接收机的空间距离——
• 未考虑大气电离层，对流层折射误差影响 • 不是卫星→接收机的几何距离——伪距
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• 测距时刻——ti • 接收卫星Si广播星历解算出—— • Si在WGS-84坐标系的三维坐标——xi，yi，zi • 则Si卫星→P点的空间距离——
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• Compass卫星运行轨道
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• Compass卫星
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• Compass卫星
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• 西昌卫星发射中心“长征三乙”运载火箭发射 • 第16颗北斗导航卫星(2012年10月25日23时33分)
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• 4) 欧盟Galileo系统
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• GLONASS卫星星座(3轨道×8颗=24颗)
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• GLONASS卫星
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• GLONASS卫星
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• GLONASS-M卫星模型
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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• 3) Compass(北斗) • 5颗静止轨道卫星，30颗非静止轨道卫星组成 • 提供两种服务——开放服务和授权服务 • 开放服务——服务区免费提供定位,测速和授时服务 • 定位精度——10m，授时精度——50ns • 测速精度——0.2m/s • 2012年12月27日开始正式为亚太区域提供导航服务 • 预计2020年左右具备覆盖全球的服务能力。
altitude ~23616 km SM A 29993.707 km
inclination 56 degrees
27 + 3 satellites in three M edium Earth O rbits (M EO )
• period 14 hours 4 m in • ground track repeat about 10 days
• 2012年10月25日,我国发射第16颗北斗卫星(5+30)
• “北斗”系统将于2012年前具备亚太地区服务能力
• 2020年左右具备覆盖全球的服务能力。
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• 1) GPS • GPS始建于1973年，1994年投入运营 • 24颗卫星均匀分布在6个相对于赤道倾角为 • 55o的近似圆形轨道上，每个轨道有4颗卫星运行 • 卫星距地球表面的平均高度——20181km • 运行速度——3800m/s，运行周期——11h58min2s • 每颗卫星可覆盖全球38％的面积 • 卫星的分布，可保证在地球上任意地点、任何时刻 • 高度15o以上的天空能同时观测到4颗以上卫星。
• 2006年1月12日,卫星开始向地面发送信号。
• Galileo系统是一种多功能的卫星导航定位系统
• 有公开服务,安全服务,商业服务,政府服务功能
• 只有前两种服务是自由公开的
• 后两种服务需要经过批准后才能使用。
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• Galileo卫星运行轨道
G ALILEO D AT A
W alker 27/3/1 C onstellation
• vt——卫星钟差，vT——接收机钟差 • GPS测距方式——单程测距
• 接收机接收到的测距信号不再返回卫星
• 接收机直接解算传播时间Δt
• 并算出卫星→接收机的距离。
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• 要求卫星和接收机时钟严格同步
• 卫星在严格同步时钟控制下发射测距信号
• 实际卫星钟与接收机钟不严格同步——钟误差
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• GPS卫星星座(6轨道×4颗=24颗)
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• GPS卫星
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• GPS卫星
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• GPS卫星
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• 美国最新型GPS卫星——洛马公司GPS-III卫星 • 2010年6月发射入轨，定位精度提高2倍。
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• 美国最新型GPS卫星——波音公司GPS-IIF卫星 • 2010年5月发射入轨，定位精度提高2倍。
• 伪距观测方程——
• 4个未知数——xP，yP，zP，vT • 应同时锁定4颗卫星观测，解算。
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• 观测A，B，C，D四颗卫星的伪距方程——
• 解方程算出P点坐标——xP，yP，zP
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• 8.2 GPS的组成 • 工作卫星，地面监控系统，用户设备。 • 1) 地面监控系统 • 卫星广播星历包含描述卫星运动及其轨道的参数 • 每颗卫星广播星历由地面监控系统提供 • 地面监控系统——1个主控站,3个注入站,5个监测站
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• 2) GLONASS • GLONASS始建于1976年，2004年投入运营 • 设计使用24颗卫星均匀分布在3个相对于赤道的 • 倾角为64.8o的近似圆形轨道上 • 每个轨道上有8颗卫星运行 • 它们距地球表面的平均高度——19061km • 运行周期——11h16min。
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• 2002年3月24日欧盟决定研制组建自己的
• 民用卫星导航定位系统—— Galileo系统
• Galileo卫星——27颗工作卫星+3颗备用卫星
• 30颗卫星均匀分布在3个轨道面,运行周期12h
• 卫星高度23616km,轨道倾角56o,总投资34亿欧元
• 2005年12月28日第一颗Galileo试验卫星进入轨道
第8章 GNSS测量的原理与方法
• GNSS——Global Navigation Satellite System
• 全球导航卫星系统缩写
• GNSS——美国GPS、俄罗斯GLONASS
• 中国Compass(北斗)、欧盟Galileo(伽利略)
• 已投入商业运行的卫星定位测量系统——
• 美国GPS，俄罗斯GLONASS。