GPS复习材料
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1、GPS系统包括三大部分：空间部分—GPS卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户部分——接收机。
2、GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及3颗备用卫星组成，它们均匀分布在6个近似圆形轨道上。
3、GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监控站。
4、GPS卫星位置采用WGS-84 大地坐标系。
5、GPS系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续的GPS 时间系统。
6、GPS卫星星历分为广播星历和后处理星历。
7、GPS接收机依据其用途可分为：导航型接收机、测量型接收机和授时型接收机。
8、在GPS定位工作中，由于某种原因，如卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象称为整周跳变。
10、根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有：点连式、边连式、网连式和边点混合连接四种基本方式。
1卫星定位中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系，一般取地球质心为坐标系原点。
2、我国目前常采用的两个国家坐标系是1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系。
6、与信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多路径效应误差。
7、GPS的数据处理基本流程包括数据采集、数据传输、数据预处理、基线结算、GPS网平差。
8、GPS卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
1. GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座，地面控制部分——地面监控系统，用户设备部分——GPS信号接收机。
2 .GPS卫星星座部分：由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，。
24颗在轨卫星均匀分布在6个轨道平面内。
4. 地面监控系统：1个主控站（美国科罗拉多）3个注入站（阿森松岛,迪哥加西亚岛，卡瓦加兰）5个监控站（1+3+夏威夷）1、差分GPS可以分为单站GPS差分、局部差分、广域差分三种类型。
2、GPS接收机按载波频率分为：单频接收机、双频接收机。
GPS期末考试复习题
GPS期末考试复习题填空题名词解释1、天球：以地球质心M为球心，以任意长为半径的假想球体。
2、春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点称为春分点。
3、章动：由于月球轨道和月地距离的变化，使实际北天极沿椭圆形轨道绕瞬时平北天极旋转的现象。
4、WGS-84坐标系：(World Geodical System-84)由美国国防部制图局建立协议地球坐标系，是GPS所采用的坐标系统。
坐标系原点位于地球的质心；Z轴指向定义的协议地球极方向；X轴指向起始子午面与赤道的交点；Y轴位于赤道面上，且按右手与X轴呈90°夹角。
5、预报星历：监控数据时间序列外推估注入的卫星轨道参数。
6、精密星历：为了满足大地测量学和地球动力学对高精度定位的要求，一些国家的有关部门，根据各自建立的GPS卫星跟踪站所获得的GPS卫星精密观测资料，采用确定预报星历的相似的方法，计算出任一时刻的卫星星历。
目前，这样的组织至少有两个：一个是美国国防制图局(DMA),另一个是国际GPS动力学服务IGS（International GPS service for geodynamics)。
7、星钟的数据龄期：从作预报星历的最后观测时间到第一数据块的参考时间之间的时段。
8、绝对定位：也叫单点定位,即利用GPS卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对于坐标系原点(地球质心)的绝对位置。
9、伪随机码：伪随机码是一个具有一定周期的取值0和1的离散符号串。
它不仅具有高斯噪声所有的良好的自相关特性，而且具有某种确定的编码规则。
10、伪距：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量测距离。
该距离受钟差和信号延迟影响，测量的实际距离和卫星到接收机的几何距离有一定差值，称量测距离为伪距。
11、伪距法：将整周未知数当作平差中的待定参数多普勒法快速确定整周未知数法12、屏幕扫描法：用高次差或多项式拟合法在卫星间求差法双频观测值修复法平差后残差修复法13、双差实数解：理论上整周未知数N是一整数，但平差解算得的是一实数，称为双差实数解。
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第一章1常规测量方法不足1）测站之间需保持通视2）无法同时精确确定点的三维坐标3）观测受气候等条件限制4）难以避免某些系统误差的影响如地球旁折光、地区性旁折光5）难以建立地心坐标系2GPS技术特点（1）观测站之间无需通视（2）定位精度高（3）观测时间短（4）提供三维坐标（5）操作简便（6）全天侯作业3GPS组成及功能（1）空间部分——GPS卫星星座：提供星历和时间信息，发射伪距和载波信号，提供其他辅助信息。
作用如下： 接收地面注入站发送的导航电文和其他信号；接收地面主控站的命令，修正其在轨运行偏差及启用备用设备等；连续地向用户发送GPS卫星导航定位信号，并用电文的形式提供卫星的现势位置与其他在轨卫星的概略位置 GPS卫星关键在于卫星的寿命要长，时间精度要高；（2）地面控制部分——地面监控系统：中心控制系统，实现跟踪同步，跟踪卫星进行定轨。
地面监控部分由一个主控站，三个注入站和五个监测站组成主控站的作用主控站拥有以大型电子计算机为主体的数据收集、计算和传播设备，作用如下：1.收集数据：收集各监测站获得的伪距和伪距差观测值，卫星时钟、气象参数和工作状态等；2.数据处理：根据收集到的数据计算各卫星的星历，时钟改正，卫星状态和大气传播改正。
并将这些数据按照一定格式编成导航电文，并及时将导航电文传给注入站。
导航电文的作用即在于获得卫星的坐标；3.时间协调：各测站和GPS卫星的原子钟均应与主控站的原子钟同步，或测出其间的钟差；4.控制卫星：修正卫星的运行轨道，调用备用卫星更换失效卫星注入站的作用注入站是无人值守的工作站，设有3.66m的抛物面天线，1台C波段发射机和一台电子计算机；其作用是将主控站编制的导航电文等资料以既定的方式注入到卫星存储器钟，供卫星向用户发射。
监控站的作用：监控站是无人值守的数据采集中心，其位置经精密测定；主要设备包括1台双频接收机，1台高精度原子钟，1台电子计算机和若干台环境数据传感器。
GPS复习提纲
GPS复习提纲1、目前的卫星导航定位系统有哪些？采用的定位原理是什么？子午卫星系统：原理（多普勒定位——观测距离差）GPS-GLONASS、GALILEO——距离交会北斗一代（被动式双向测距）；北斗二代（距离交会）2、掌握GPS的系统构成及各个组成部分的特点。
（1）空间部分：21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星6个轨道面，平均轨道高度20200km，轨道倾角55 ︒，赤经相差60 ︒，周期11h 58min保证在24小时，在高度角15︒以上，能够同时观测到至少4颗卫星（2）地面监控部分监测站（5）主控站（1）注入站（3）（3）用户设备部分GPS接收机3、为什么要引入天球坐标系？P18天球坐标系是一种惯性坐标系，其坐标原点及各坐标轴指向在空间保持不变，用于描述卫星运行位置和状态。
而地球坐标系则是与地球相关联的坐标系，用于描述地面点的位置。
4、时间测量在GPS定位中的意义？常见的时间系统有哪些，其参考点是什么？1.GPS卫星作为一个高空观测目标，其位置是不断变化的。
因此，在给出卫星运行位置的同时，必须给出相应的瞬间时刻。
2. GPS定位是通过接受和处理GPS卫星发射的无线电信号来确定用户接受机至卫星间的距离，进而确定观测站的位置的。
因此，准确地测定观测站至卫星的距离，必须精密地测定信号的传播时间。
3.由于地球的自转，地球上点在天球坐标系中的位置是不断变化的。
(1)世界时系统恒星时---春分点参考点平太阳时---平太阳为参考点世界时---平子夜为零起算的格林尼治平太阳时(2)原子时：以物质内部原子运动的特征为基础。
原子时的起点：按国际协定取为1958年1月1日0时0秒(3)力学时:其中采用了时间参数T，该参数定义为力学时。
太阳系质心力学时地球质心力学时(4)协调世界时:采用原子时秒长，用跳秒（闰秒）的方法使协调时与世界时的时刻相接近，其差不超过1秒(5)GPS时间系统:时间基准：原子时AT1秒长。
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gps复习资料GPS复习资料导语：在现代社会中，全球定位系统（GPS）已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
无论是导航、交通管理还是户外探险，GPS都发挥着重要的作用。
为了更好地了解和应用GPS，以下是一些关于GPS的复习资料，希望对大家有所帮助。
一、GPS的基本原理GPS是由一组卫星、地面测控站和用户设备组成的系统。
卫星发射信号，用户设备接收信号并计算出自身的位置。
GPS的基本原理包括：1.卫星发射信号：GPS卫星会发射出精确的信号，包括时间和位置数据。
2.接收信号：用户设备接收到卫星发射的信号，并测量信号的传播时间。
3.计算位置：通过测量多个卫星信号的传播时间，用户设备可以计算出自身的位置。
二、GPS的应用领域GPS在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的GPS应用领域：1.导航和定位：GPS最常见的应用之一就是导航和定位。
无论是汽车导航、航空导航还是户外探险，GPS都可以帮助人们准确找到目的地。
2.交通管理：GPS在交通管理中也起到了重要的作用。
通过GPS，交通管理部门可以实时监控交通流量，优化交通信号灯的配时，提高交通效率。
3.农业和渔业：GPS在农业和渔业中也有广泛的应用。
农民可以利用GPS来精确测量土地面积，合理规划农作物的种植布局。
渔民可以使用GPS来定位鱼群的位置，提高捕鱼的效率。
4.科学研究：GPS在科学研究中也发挥着重要的作用。
科学家可以利用GPS来监测地壳运动、海平面变化等地球现象，为科学研究提供数据支持。
三、GPS的发展和挑战GPS作为一项先进的技术，经历了长期的发展和改进。
以下是GPS发展和面临的挑战：1.发展历程：GPS最早是由美国军方研发的，用于军事目的。
后来逐渐向民用领域开放，并得到了广泛应用。
2.精度提升：随着技术的不断进步，GPS的定位精度也在不断提升。
目前，高精度的GPS已经可以实现厘米级的定位精度。
3.多路径效应：GPS在城市等复杂环境中容易受到多路径效应的影响，导致定位误差增大。
gps完整版最新复习总结
GPS测量原理及应用名词解释1.天球：指以地球质心为中心，半径无穷大的理想球体。
2.岁差：指平北天极以北黄极为中心，以黄赤交角为半径的一种顺时针圆周运动。
3.章动：指真北天极绕平北天极所作的顺时针椭圆运动。
4.原子时：原子时：以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统。
原子时秒长是指位于海平面上的铯原子133基态两个超精细能级，在零磁场中跃迁辐射震荡9192631770周所持续的时间。
卫星的受摄运动：卫星在地球质心引力和各种摄动力综合影响下的轨道运动。
5.码：指表达信息的二进制数及其组合。
6.伪随机噪声码：具有类似随机码的良好自关性特性，具有某种确定的编码规则，是周期性的、可人工复制的码序列。
7.GPS卫星的导航电文：是以二进制码的形式播送给用户，又叫数据码。
主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、卫星工作状态信息以及由C/A码捕获P码的信息。
8.预报星历，又称广播星历：指相对参考历元的外推星历，是通过导航电文的数据块的方式直接发射给用户接收机。
9.GPS卫星的载波信号：GPS卫星的测距码信号和导航电文信号都属于低频信号，GPS卫星的载波信号是另外发射的一种高频信号，将低频的测距码信号和导航电文信号加载到这一高频信号上，构成一高频的已调波发射给地面。
GPS 卫星采用L频带的两种不同频率的电磁波作为高频信号，分别称为L1载波和L2载波。
10.信号的调解：指从接收到的以调波中分离出测距码信号、导航电文信号以及纯净的载波信号的技术。
12、解调：在进行GPS卫星定位测量时，既然用户接收机收到的GPS卫星信号是一种已调波，那么，随之产生的一个技术问题，就是怎样从接收到的已调波中分离出测距码信号、导航电文信号以及纯净的载波信号，这项技术称为信号的解调。
13调制：将频率较低的信号加载在频率较高的载波上的过程称为调制。
14.静态绝对定位：是在接收机天线处于静态状态下，确定测站的三维地心坐标。
静态绝对定位原理包括：伪距观测方程、伪距法绝对定位解、卫星的几何分布对绝对定位精度的影响等。
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1．GPS系统组成以及各部分的作用①空间部分——GPS卫星星座，24颗在轨卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°GPS卫星的作用：a、接受地面注入站发送的导航电文b、接受地面主控站命令，适时改正运行偏差或启用备用时钟等c、连续地向用户发送GPS卫星导航定位系统，并用电文的形式提供卫星的现势位置与其他在轨卫星的概略位置。
d、GPS卫星关键在于卫星的寿命要长，时间精度要高。
②地面控制系统——地面监控系统1个主控站、3个注入站、5个监控站（1+3+夏威夷）以及通信和辅助系统地面监控系统的作用：a、提供每颗GPS卫星所播发的星历b、监测和控制卫星上各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行c、保持各种卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。
③用户设备系统——GPS信号接收机接收机的任务：接受GPS卫星发射的信号，以及获得必要的导航和定位信息及观测量，并经数据处理而完成导航和定位工作。
2.GPS时间系统定义：采用原子时ATI秒长作为时间基准，时间起算的原点定在1980年1月6日UTC 0时。
3.完全定义一个空间直角坐标系必须明确：①坐标原点位置②三个坐标轴的指向③长度单位4.参心坐标系和质心坐标系的定义：参心是椭球的几何中心，质心是椭球的质量中心5.WGS—84坐标系：原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CIP）方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和CIP赤道的交点，Y轴与Z,X轴构成右手坐标系。
6.1954北京坐标系：该坐标系采用了原苏联的克拉索夫斯基椭球体，其参数为：长半轴a 为6378245米，扁率为1/298.3，原点位于原苏联的普尔科沃。
7.1980西安坐标系：以陕西省泾阳县永乐镇作为坐标原点，以1975年国际椭球为参考椭球，并进行了全国天文大地网的整体平差的新的国家大地坐标系。
长半轴a为6378140，扁率f,1/298.2578.新1954北京坐标系：新1954北京坐标系是通过将1980西安坐标系的三个定位参数平移至克拉索夫斯基椭球中心，长半径与扁率仍取克拉索夫斯基椭球几何参数，而定位与1980年大地坐标系相同，定向也与1980椭球相同。
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章动：真北极绕平北天极的顺时针椭圆运动，Chapter 1 绪论1． GPS 的组成部分及作用1） GPS 的组成部分：空间部分、地面控制部分（主控站、地面天线站和监测站）、用户设备部分。
2） 各部分的作用：空间部分：①执行地面监控站的指令，接收和存储由地面监控站发来的信息。
②向GPS 用户播送导航电文，提供导航和定位信息。
③通过高精度卫星钟（铷钟和铯钟）向用户提供精密的时间标准。
地面控制部分：①主控站的作用：第一根据本站和其他监测站的所有观测资料推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气层的修正参数等，并把这些数据传送到注入站；第二提供全球定位系统的时间基准。
各测站和GPS 卫星的原子钟，均应与主控站的原子钟同步，或测出其间的钟差，并把这些钟差信息编入导航电文中，送到注入站；第三调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行；第四启用备用卫星，以代替失效的工作卫星； ②监测站：监测站的主要任务是为MCS 编算导航电文提供观测数据。
③地面天线站：在MCS 的控制下将有MCS 推算和编制的卫星钟差，导航电文， 和其他控制指令注入到相应卫星存储系统，并监测注入信息的正确性。
用户设备部分：对观测数据进行加工以便获得比较精确的定位效果。
2． 不同定位系统的特点1） 前苏联的GLONASS 系统：2） 加俐略系统（GNSS ）3） 我国的双星导航定位系统3． GPS 在大地测量中的优点在大地测量方面，利用GPS 技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精化大地水准面。
Chapter 2 GPS 定位的坐标系统及时间系统1. 天球以及天球上主要的点、线、圈（定义）1） 天球：以空间某一点为中心、半径为无穷大的一个圆球。
2） 天球上某些有参考意义的点、线、面① 天轴和天极：天轴是指地球自转轴延伸的直线，天轴与地球表面的交点成为天极P ，有南天极和北天极。
天极并不固定有岁差和章动的变化，扣除了章动影像的天极为平天极，包含岁差、章动影像的瞬时位置为真天极。
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14.GPS网的图形设计：三角形网、多边形网、附合导线网、星形网。
三、简答题
1.GPS全球定位系统组成及其各自的作用？
答：①空间部分——GPS卫星星座，GPS的空间卫星星座由24颗卫星组成。卫星分布在6个轨道面内，每个轨道上均匀分布有4颗卫星。GPS卫星空间星座的分布保障了在地球上任何地点，任何时刻，至少有4颗卫星被同时观测，且卫星信号的传播和接受不受天气的影响。
5.GPS专用时间系统是：原子时ATI。
6.卫星的运动：①无摄运动：只考虑地球质心引力作用的卫星运动。
②受摄运动：考虑摄动力作用的卫星运动。
7．开普勒轨道6参数（卫星的无摄运动）
参数：椭圆长半径a，偏心率e；真近点角V；
升交点赤经Ω；轨道面的倾角i；近地点角距ω
8.GPS卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文组成。
11.载波相位定位需解决的问题：整周未知数（整周模糊度）的确定。
12.接收机钟误差的消除方法：①参数法；②模型改正法；③求差法。
13.消除或减弱各种误差影响的方法（了解）
①模型改正法；
利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正。（改正后的观测值＝原始观测值＋模型改正）
适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式。
5.章动：月球引力产生的转矩大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动，振幅为9.21秒，这种现象称为章动。
6.极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，因而地极点在地球表面的位置是随时间而变化的，这种现象称为极移。
7.历元：在天文学和卫星定位中 与所获取数据对应的时刻称为历元。
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复习资料GPS一名词解1.GNSSGNSGlobaNavigatioSatellitSyste的缩写。
中文译名应为全球导航卫星统。
目前GNS包含了美国GP、俄罗斯GLONAS、欧盟Galile系统中国Compass北。
它不是单一导航卫星系统，而是一个综合导航卫星系统它体现了卫星导航的优越性2天球以地球质心为中心，以无穷大为半径的假想球体称为天球。
为建立球面坐标系统必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。
3.春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点。
4.岁差：地球绕地轴旋转，由于日、月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，锥角等于黄赤交角，旋转周期为26000年，这种运动称为岁差。
5.章动：月球引力产生的转矩大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动，振幅为9.21秒，这种现象称为章动。
6.极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，因而地极点在地球表面的位置是随时间而变化的，这种现象称为极移。
7.历元：在天文学和卫星定位中与所获取数据对应的时刻称为历元。
8.绝对定位：也叫单点定位，即利用GPS卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对坐标系原点的绝对位置。
9.相对定位：用至少两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。
有静态相对定位和动态相对定位之分。
10.伪距：是由GPS观测得到的GPS观测站到卫星的距离。
由于尚未对“卫星时钟与接收机时钟同步误差”所造成的影响加以改正，在所测距离中包含着时钟误差因素，故称“伪距”。
11.周跳：在卫星跟踪过程中，如卫星信号被障碍物挡住而暂时中断，或受无线电信号干扰造成失锁，这样计数器就无法连续计数。
当信号被重新跟踪后，整周计数就不正确，但是不到一个整周的相位观测值仍是正确的。
这种现象称为周跳。
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1、全球卫星定位系统简称GPS全称：global positioning system该系统由三大部分组成：GPS卫星星座（The GPS satellite constellation）（空间部分）地面监控系统（The ground monitoring system）（控制部分）GPS信号接收器（GPS signal receiver）（用户部分）控制部分（Control segment）:master station(主控站) 、up-loading stations（注入站）、tracking stations（监控站）2、（P13）GPS卫星星座和子午卫星星座的基本参数：GPS的卫星数为24颗（The number of satellite GPS 24）轨道数为6个（The track number is 6）卫星高度(Satellite Altitude)为20200Km3、子午导航发展：Transit 工作方式子午导航1、历书（almanac）星历（ephemeris）的区别（P100）星历和历书的区别：星历（ephemeris）是计算卫星本身的精确位置（Ephemeris is accurate calculation of satellite position itself）历书（Almanac）是计算其他卫星的概率位置（The almanac is the probability of other satellite position calculation）2、(P63)三种近点角：偏近点角E（Eccentrci anomaly）、真近点角f(True anomaly)、平近点角M(Mean anomaly)3、六个轨道参数及其意义（65）：4、(P69)星下点及其轨迹:当地球自西向东自转和卫星轨道平面进动时，卫星地迹在地图上表现为逐圈向西移动。
（When the earth's rotation from west to East and the satellite orbit plane precessed, satellite ground trace on the map for the performance of turn by turn westward movement.）5、（P85）GPS采用PRN编码PRN码——随机伪噪声码6、（P88）全面建成了24颗GPS卫星组成的工作星座。
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gps复习资料第⼀章：1.1、1.2、1.31、GPS卫星星座参数-1.1（1）GPS全球定位系统——美国，以卫星为基础的⽆线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空、航天）、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位、定时功能。
能为各类⽤户提供精密的三维坐标、速度和时间。
基本参数为：卫星颗数21+3，卫星轨道⾯个数6，卫星⾼度20200KM，轨道倾⾓55°，卫星运⾏周期11h 58min（恒星时12h），载波频率1575.42MHz和1227.60MHz。
卫星通过天顶时，卫星可见时间为5h，在地球表⾯上任何地点任何时刻，在⾼度⾓15°以上，平时可同时观测6颗卫星。
GPS向⼴⼤⽤户发送的⽤于导航定位的调制波，包括载波、测距码（C/A码和P码）、数据码(D码、导航电⽂)。
全球定位传统是由空间部分、地⾯监控部分和⽤户部分组成。
其中地⾯监控部分是由主控站、监测站、注⼊站组成的。
（2）GLONASS全球导航卫星系统—俄罗斯（3）伽利略（GALILEO）全球卫星导航系统—欧盟（4）北⽃卫星导航系统（BeiDou/Compass）—中国，选⽤WGS-84坐标系（5）全球导航卫星系统GNSS—美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、欧盟的伽利略（GLALILEO）系统和中国北⽃⼆号卫星导航定位系统共同组成的。
2、GPS系统组成-1.2GPS系统包括三⼤部分：空间部分—GPS卫星星座；地⾯控制部分—地⾯监控系统；⽤户设备部分—GPS信号接收机。
（1）GPS卫星星座——由21颗⼯作卫星和3颗在轨备⽤卫星组成GPS卫星星座，记做（21+3）GPS星座。
（p2，图1-1）24颗卫星均匀分布在6个轨道平⾯内，轨道倾⾓为55°，各个轨道平⾯之间相距60°，即轨道的升交点⾚经各相差60°。
每个轨道平⾯内各颗卫星之间的升交⾓相距90°，⼀轨道平⾯上的卫星⽐西边相邻轨道平⾯上的相应卫星超前30°。
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第一章1. GPS卫星定位系统主要有哪几部分组成？地面控制部分又由哪几部分？GPS系统由三部分组成：1）空间段；2）地面控制部分；3）用户设备部分。
地面控制部分：1）主控站2）监测站3）注入站4）通讯与辅助系统。
1）主控站的作用：①管理、协调地面监控系统各部分的工作；②收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站将卫星星历注入卫星；③监控卫星状态，向卫星发送控制指令；④卫星维护与异常情况的处理。
2）监测站的作用：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。
3）注入站：将导航电文注入GPS 卫星。
3. 北斗总体发展历程、计划、北斗一代定位原理北斗发展历程：①1983年，卫星导航先驱陈芳允院士提出利用两颗同步定点卫星进行导航定位的设想②1994年国家批准建设“北斗一号”卫星导航定位系统③2000年10月31日发射第一颗北斗导航卫星④2000年12月21日发射第二颗北斗导航卫星⑤2003年5月25日发射第三颗北斗导航卫星(备用卫星)，我国成为世界上继美国、俄罗斯之后，第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
⑥2007年4月，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。
（北斗导航定位系统的优点：卫星数量少，投资小，用户设备简单价廉，能够实现一定区域的导航定位；卫星还具备短信通信功能，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求；缺点：不能覆盖两级地区，赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位，且需提供用户高程数据，不能满足高动态和保密的军事用户要求，用户数量受到一定限制）北斗计划：第一代实验阶段2000~2007 ；第二代区域卫星导航系统2007~2012；第三代全球卫星导航系统2012~2020；北斗一代定位原理：利用两颗地球同步卫星进行双向测距，配合数字高程地图完成三维定位。
（导航定位有两种方式：一是由用户向中心站发出请求，中心站对其进行定位后将位置信息广播出去，由该用户接收获取；二是由中心站主动进行指定用户的定位，定位后不将位置信息发送给用户，而由中心站保存）（北斗二代的轨道有中、高、倾斜轨道同步卫星）4.北斗卫星导航系统的主要功能有哪些？(1)快速定位(2)短报文通信(3)精密授时5. 全球卫星定位系统特点？(1)定位精度高；(2)观测时间短；(3)测站间无需通视；(4)可提供三维坐标；(5)操作简便；(6)全天候作业；(7)功能多，应用广第二章1、定义空间之间坐标系的三要素是什么？①坐标原点的位置。
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GPS复习第⼀章绪论GPS的特点：1.定位精度⾼2.观测时间短3.测站间⽆需通视4.可提供三维坐标5.操作简便6.全天候⼯作7.功能多，应⽤⼴GPS相对于其它导航系统的特点:1．全球地⾯连续覆盖在地球上任何地点任何时刻，⾼度⾓15°以上，平均可同时观测到6颗卫星。
2．功能多，精度⾼（静态：毫⽶级；动态：厘⽶级）3．实时定位4．应⽤⼴泛第⼆章GPS系统组成1.GPS卫星星座2.地⾯监控系统3.GPS信号接收机按接收机⽤途可分为: 1.导航型接收机2.测地型接收机3.授时型接收机按接收机的载波频率分为：1.单频接收机2.双频接收机按接收机通道数分类：1.多通道接收机 2.序贯通道接收机3.多路多⽤通道接收机按接收机的⼯作原理分类：1.码相关型接收机2.平⽅型接收机 3.混合型接收机4.⼲涉型接收机GPS接收机的组成及⼯作原理:码相关技术平⽅技术综合型技术GPS接收机主要由GPS接收机天线，GPS接收机天线单元，GPS接收机主机单元和电源三部分组成第三章GPS定位的坐标系统和时间系统坐标系的类型：1.地球坐标系：固定在地球上的坐标系2.天球坐标系：与地球⾃转⽆关天球坐标系与地球坐标系：空间直⾓坐标系（便于进⾏坐标转换，三个基本要素）天球坐标系（确定卫星位置）⼤地坐标系（确定观测站位置）站⼼⾚道与站⼼地平直⾓坐标系（⽤于描述卫星与观测站间关系）卫星测量中常⽤坐标系天球以地球质⼼为中⼼，半径为任意长度的⼀个假想球体黄道地球公转轨道在天球上的投影春分点黄道⾃西向东从天⾚道以南穿到天⾚道以北的那个交点天球坐标系天球坐标系：天球极轴、春分点轴，加上与这两轴线垂直并位于天球⾚道平⾯内的第三条轴线构成的坐标系。
属于球⾯坐标系。
⼤地坐标系在⼤地测量中表⽰地⾯点的位置通过⼀个辅助⾯（参考椭球⾯）定义⼤地坐标系参数：L：⼤地经度B：⼤地纬度H：⼤地⾼程参考椭球：经过长期的测量实践研究证明，⼤地体与⼀个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球的形状⼗分近似。
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时延差改正：就是载波L1、L2的电离层时延差。
数据龄期：表示基准时间和最近一次更新星历数据的时间之差。主要是用于评价钟改正数的可信程度。
2.卫星定位技术发展三阶段：卫星三角测量、卫星多普勒测量、GPS卫星定位测量
静态相对定位：接收机安置在基线端点的接收机固定不动，通过连续观测，取得充分的多余观测数据，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。
优点：定位精度高；缺点：定位时间长。
差分动态定位：在已知坐标的点上安置一台GPS接收机（称为基准站），利用已知坐标和卫星星历计算出观测值的校正值，并通过无线电设备（称数据链）将校正值发送给运动中的GPS接收机（称为流动站），流动站应用接收到的校正值对自己的GPS观测值进行改正，以消除卫星钟差钟差、接收机钟差、大气电离层和对流层折射误差的影响。
6.天球坐标系和地理坐标系的区别:天球坐标系是一种惯性坐标系，其坐标原点及各坐标轴指向在空间保持不变，用于描述卫星运行位置和状态。而地球坐标系是与地球相关联的坐标系，用于描述地面点的位置。
7.历元平天球坐标系与瞬时极真平天球坐标系区别：历元平天球坐标系也叫做协议天球坐标系或协议惯性坐标系,通常选择某一时刻作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经该瞬时的岁差和章动改正后，分别作Z轴和X轴的指向。而瞬时极真天球坐标是指z轴指向瞬时地球自转轴；x轴指向瞬时春分点，也称真天球（赤道）坐标系。
3.GPS相对于其他导航定位系统特点：1.功能多、用途广2.定位精度高3.实时定位
GPS相对于常规测量技术的特点：1.观测站之间无需通视2.定位精度高3.观测时间段4.提供三维坐标5.操作简便6.全天候作业
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GPS复习资料一、名词解释（8个，一个4分黑体字重点性较高）1、岁差：由于天球赤道和田秋波黄道的长期运动而导致的春分点的进动2、协议天球坐标系：为建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系，通常选择某一时刻t0作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过该瞬时岁差和章动改正后，作为z轴和x轴。
构成的空固坐标系称为所取标准历元的平天球坐标系，或协议天球坐标系，也称协议惯性坐标系（Conventional Inertial System—CIS）3、协调世界时：为避免发播的原子时与世界时之间产生过大偏差，从1972年采用了一种以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷时间系统，称为世界协调时或协调时。
4、GPS时间系统：全球定位系统GPS使用的一种时间系统，有GPS主控站的原子钟控制，属于原子时系统，但与原子时的原点在任意瞬间均有19s的常量偏差IAT-GPST=19s5、广播星历：也称预报星历是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文，传递给用户，经解码获得所需的卫星星历。
6、精密星历：是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测资料，应用与确定预报星历相似的方法计算的卫星星历。
7、宽巷（Wide-lane）解：宽巷组合观测值形式（n=1, m=-1）8、窄巷（Narrow-lane）解：窄巷组合观测值形式（n=1, m=1）9、观测时段 observation session: 测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续观测的时间间隔，简称时段。
10、独立基线：若一组基线向量中的任何一条基线向量皆无法用该组中其他向量基线的线性组合来表示，则该组基线向量就是一组独立的基线向量。
11、重复基线：同一条基线边，若观测了多个时段则可得到多个边长的结果，这种具有多个独立观测结果的边，称为重复边。
在某两个测站间，由多个时段的同步观测数据所获得的多个基线向量解结果称为复测基线。
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gps完整版最新复习总结GPS测量原理及应⽤名词解释1.天球：指以地球质⼼为中⼼，半径⽆穷⼤的理想球体。
2.岁差：指平北天极以北黄极为中⼼，以黄⾚交⾓为半径的⼀种顺时针圆周运动。
3.章动：指真北天极绕平北天极所作的顺时针椭圆运动。
4.原⼦时：原⼦时：以物质的原⼦内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统。
原⼦时秒长是指位于海平⾯上的铯原⼦133基态两个超精细能级，在零磁场中跃迁辐射震荡9192631770周所持续的时间。
卫星的受摄运动：卫星在地球质⼼引⼒和各种摄动⼒综合影响下的轨道运动。
5.码：指表达信息的⼆进制数及其组合。
6.伪随机噪声码：具有类似随机码的良好⾃关性特性，具有某种确定的编码规则，是周期性的、可⼈⼯复制的码序列。
7.GPS卫星的导航电⽂：是以⼆进制码的形式播送给⽤户，⼜叫数据码。
主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、卫星⼯作状态信息以及由C/A码捕获P码的信息。
8.预报星历，⼜称⼴播星历：指相对参考历元的外推星历，是通过导航电⽂的数据块的⽅式直接发射给⽤户接收机。
9.GPS卫星的载波信号：GPS卫星的测距码信号和导航电⽂信号都属于低频信号，GPS卫星的载波信号是另外发射的⼀种⾼频信号，将低频的测距码信号和导航电⽂信号加载到这⼀⾼频信号上，构成⼀⾼频的已调波发射给地⾯。
GPS 卫星采⽤L频带的两种不同频率的电磁波作为⾼频信号，分别称为L1载波和L2载波。
10.信号的调解：指从接收到的以调波中分离出测距码信号、导航电⽂信号以及纯净的载波信号的技术。
12、解调：在进⾏GPS卫星定位测量时，既然⽤户接收机收到的GPS卫星信号是⼀种已调波，那么，随之产⽣的⼀个技术问题，就是怎样从接收到的已调波中分离出测距码信号、导航电⽂信号以及纯净的载波信号，这项技术称为信号的解调。
13调制：将频率较低的信号加载在频率较⾼的载波上的过程称为调制。
14.静态绝对定位：是在接收机天线处于静态状态下，确定测站的三维地⼼坐标。
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第一章GPS特点：观测站之间不需要通视、提供三维坐标、定位精度高、操作简便、观测时间短、全天候24小时作业。
定位系统发展历程：无线电导航、天文导航、惯性导航系统。
卫星定位测量三个发展阶段：卫星三角测量、卫星多普勒定位测量、GPS卫星定位测量无线电导航定位系统的主要缺点在于：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不够。
天文导航系统：定位精度不高，且可见光的传播受气象影响。
惯性导航系统：定位精度随时间加长而降低，因此需要不断地修正。
什么是定位：确定点在某一坐标系中的位置；相关的英语单词：Positioning、Location、Orientation、Navigation、Guidance、Tracking原始的定位方法：1、利用天体进行定向：日、月、特别的星体2、利用自然现象：植物的生长态势（如苔藓）3、采用人造的器械：司南，指南针4、利用人工建筑：烽火台常规（地面）定位方法的局限性：1、观测点之间需要保证通视2、需要修建觇标/架设高大的天线3、边长受到限制4、观测难度大5、效率低：无用的中间过渡点6、需要事先布设大量的地面控制点/地面站7、无法同时精确确定点的三维坐标8、观测受气候、环境条件限制9、受系统误差影响大，如地球旁折光10、难以确定地心坐标子午导航系统特征：1、卫星少，无法实现实时定位；2、轨道低，难以精密定轨；3、频率低，难以消除电离层影响。
GPS组成：空间部分、地面监控部分、用户接收部分GPS卫星星座由24颗卫星组成，21颗工作卫星3颗备用卫星，6个地心轨道平面每个平面4颗，卫星轨道平面相对于赤道面的倾角55°，各轨道平面的升交点赤经相差60°，轨道平均高度20200km。
GPS特点：a)站点间不需要通视；b)能提供三维坐标c)定位精度高d)操作简便e)观测时间短f)全天候24小时作业GPS卫星的三个功能：a) 执行地面监控站指令，接受、存储由地面监控站发来的导航电文；b) 向用户播送导航电文，提供导航和定位信息；c) 通过高精度卫星钟向用户提供精密时间标准；GPS 卫星的基本功能1 接收和存储由地面监控站发来的导航信息，接收并执行监控站的控制指令。
2 利用卫星上的微处理机，对部分必要的数据进行处理。
3 通过星载的原子钟提供精密的时间标准。
4 向用户发送定位信息。
5 在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星姿态和启用备用卫星。
地面监控部分GPS 的地面监控部分由分布在全球的5个地面站组成，其中包括卫星监测站（5个）、主控站（1个）和注入站（3）（1） 监测站：是主控站直接控制下的数据自动采集中心。
站内设有双频GPS 接收机、高精度原子钟、计算机1台和若干台环境数据传感器。
观测资料由计算机进行初步处理，存储并传输到主控站，以确定卫星轨道。
（2） 主控站除协调和管理地面监控系统外，主要任务：1）根据本站和其它监测站的观测资料，推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气修正参数，并将数据传送到注入站。
2）提供全球定位系统的时间基准。
各监测站和GPS 卫星的原子钟，均应与主控站的原子钟同步，测出其间的钟差，将钟差信息编入导航电文，送入注入站。
3）调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行。
4）启用备用卫星代替失效工作卫星。
（3）注入站：主要设备为1台直径3.6m 的天线、1台c 波段发射机和1台计算机。
主要任务是在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等，注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。
整个GPS 系统的地面监控部分，除主控站外均无人值守。
各站间用现代化通讯网络联系，在原子钟和计算机的驱动和控制下，实现高度的自动化标准化。
GPS 接收机: 接收GPS 卫星发射的无线电信号，获得必要的定位信息和观测量，经数据处理完成定位工作。
GPS 接收机由硬件和数据处理软件、微处理机及终端设备组成。
接收机硬件包括主机、天线和电源。
第二章GPS 卫星的测距码信号与伪距测量原理：GPS 定位的基本观测量是观测站（用户接收天线）至GPS 卫星（信号发射天线）的距离（或称信号传播路径），它是通过测定卫星信号在该路径上的传播时间（时间延迟）或测定卫星载波信号相位在该路径上的变化周数（相位延迟）来导出的。
公式：GPS 卫星信号概述GPS 卫星所发射的信号包括载波信号、P 码（或Y 码）、C/A 码和数据码（或D 码）等多种信号分量，其中P 码和C/A 码统称为测距码。
GPS 卫星信号的产生与构成主要考虑了如下因素；（1）适应多用户系统要求。
t v ∆=ρ（2）满足实时定位要求。
（3）满足高精度定位需要。
（4）满足军事保密要求。
GPS卫星信号的组成部分载波（Carrier）L1L2测距码（Ranging Code）C/A码（目前只被调制在L1上）P(Y)码（被分别调制在L1和L2上）卫星（导航）电文（Message）码与码的产生（1）码的概念码: 表达不同信息的二进制数及其组合，称为码码元: 一位二进制数叫一个码元或一比特。
比特为码和信息量的度量单位。
编码: 如果将各种信息例如声音、图象和文字等通过量化，并按某种预定规则，表示成二进制数的组合形式，则这一过程称为编码。
数码率: 在二进制数字化信息的传输中，每秒传输的比特数称为数码率，表示数字化信息的传输速度，单位为bit/s。
（2）随机噪声码假设一组码序列u(t)，对某一时刻来说，码元是0或1完全是随机的，但出现的概率均为1/2。
这种码元幅度的取值完全无规律的码序列，称为随机码序列（或随机噪声码序列）。
它是一种非周期性序列，无法复制，但其自相关性好。
而相关性的好坏，对提高利用GPS卫星码信号测距精度，极其重要。
根据码序列自相关系数的取值，可以判断两个随机码序列的相应码元是否对齐。
当自相关系数R(t)=1时,表明两个结构相同的随机码序列，相应的码元相互对齐.（3）伪随机噪声码及其产生尽管随机码具有良好的自相关性，但却是一种非周期序列，不服从任何编码规则，实际中无法复制和利用。
GPS采用了一种伪随机噪声码（Pseudo Random Noice——PRN）简称伪随机码或伪码: 是一组具有一定周期的取值为01的码序列。
它的特点是：具有随机码的良好自相关性，又具有某种确定的编码规则，是周期性的，容易复制。
伪随机码是由一个“多极反馈移位寄存器”的装置产生的。
移位寄存器由一组连接在一起的存储单元组成，每个存储单元只有0或1两种状态。
移位寄存器的控制脉冲有两个：钟脉冲和置1脉冲。
移位寄存器是在钟脉冲的驱动和置1脉冲的作用下而工作的。
PRN作用:1、传送导航电文2、用做测距信号3、识别不同卫星GPS的测距码：GPS卫星所采用的两种测距码，即C/A码和P码（或Y码），均属于伪随机码。
（1）C/A码：是由两个10级反馈移位寄存器组合而产生。
码长Nu=210-1=1023比特，码元宽为tu=1/f1=0.97752s,（f1为基准频率f0的10分之1，1.023 MHz）,相应的距离为293.1m。
周期为Tu= Nutu=1ms，数码率为1.023Mbit/s。
C/A(Coarse/acquisition Code)码的码长短，共1023个码元，若以每秒50码元的速度搜索，只需20.5s，易于捕获，称捕获码。
码元宽度大，假设两序列的码元对齐误差为为码元宽度的100分之1，则相应的测距误差为2.9m。
由于精度低，又称粗码。
（2）P码产生的原理与C/A码相似，但更复杂。
发生电路采用的是两组各由12级反馈移位寄存器构成。
码长Nu 2.351014比特，码元宽为tu=1/f0=0.097752s，相应的距离为29.3m。
周期为Tu= Nutu267d，数码率为10.23Mbit/s。
P码的周期长，267天重复一次，实际应用时P码的周期被分成38部分，（每一部分为7天，码长约6.19 1012比特），其中1部分闲置，5部分给地面监控站使用，32部分分配给不同卫星，每颗卫星使用P码的不同部分，都具有相同的码长和周期，但结构不同。
P码的捕获一般是先捕获C/A码，再根据导航电文信息，捕获P码。
由于P码的码元宽度为C/A码的1/10，若取码元对齐精度仍为码元宽度的1/100，则相应的距离误差为0.29m，故P码称为精码(precision Code)。
码相关法伪距测量原理：码相关法伪距测量原理是通过调整自相关函数的值实现,从而测定测距码信号由卫星到达测站的传播时间实现的.原理:当卫星发射的测距码信号经过Δt时间到达接收机时,接收机立刻产生出一个结构完全相同的复制码序列,并在时延器的控制下不断调整时间延迟τ，直到自相关系数为R(t)=1为止,这时有Δt= τ,信号传播时间Δt一旦测定,只要乘以光速c,即可获得站星之间的距离,但由于其中包含卫星钟和接收机钟的不同步误差,因此称为伪距.任意时刻，测得4个或4个以上伪距时，就可以根据空间后方距离交会的方法进行定位。
GPS卫星的导航电文:导航电文: 是由GPS卫星向用户播发的包含卫星星历,时钟改正,电离层时延改正,卫星工作状态信息及由C/A码捕获P码等信息的二进制代码, 也称数据码或D码,其基本单位为帧.导航电文的内容:1 遥测字TLM—Telemetry WORD）位于个子帧的开头，作为捕获导航电文的前导。
2交接字（HOW—Hand Over Word）紧接各子帧的遥测字，主要向用户提供用于捕获P码的Z记数。
所谓Z记数是从每个星期六/星期日子夜零时起算的时间记数，表示下一子帧开始瞬间的GPS时。
GPS 卫星星历广播星历(预报星历)(Broadcast Ephemeris): 是指相对于参考历元的外推星历, 是由GPS的地面监控部分所确定和提供的, 经GPS卫星以导航电文的形式向全球用户公开播发的一种预报星历.包括开普勒轨道6参数, 9轨道摄动参数和2个时间参数.目前广播星历的精度一般为10m以内,卫星钟差优于7ns, 根据广播星历的定位精度一般为5-7米精密星历(Precise Ephemeris): 是指不含外推误差的实测星历,它是为满足大地测量地球动力学研究等精密应用领域的需要, 由地面跟踪站根据精密观测资料计算而得到的高精度的事后星历,又称后处理星历.目前精密星历的精度优于5cm,卫星钟差优于0.3nsGPS卫星的载波信号与相位测量原理:GPS卫星的基准频率f0,由卫星上的原子钟直接产生, 频率为10.23MHz卫星信号的所有成分均是该基准频率的倍频或分频所选择的频率有利于测定多普勒频移所选择的频率有利于减弱信号所受的电离层折射影响选择两个频率可以较好地消除信号的电离层折射延迟（电离层折射延迟于信号的频率有关）整周模糊度(整周未知数, Integer Ambiguity):用户接收机在初次跟踪到GPS卫星时, 在接收机接收到的卫星载波信号和接收机参考载波信号之间的相位差中包含整周波长部分和不足一周的小数部分,其中接收机只能测定小数部分,而整数部分是不知道的, 这个整周波长就称整周模糊度或整周未知数.周跳(跳周或失周, Cycle Slip):在接收机跟踪GPS信号过程中, 由于某种原因,如信号被遮挡/无线电干扰等原因造成卫星失锁, 使接收机计数器无法连续计数, 当GPS信号被重新跟踪后, 整周计数器由于失掉了某些量而变的不正确, 而不足一周的部分仍然是正确的,这种现象就周跳第三章GPS定位方法分类：定位模式：绝对定位（单点定位）；相对定位；差分定位定位时接收机天线的运动状态：静态定位－天线相对于地固坐标系静止动态定位－天线相对于地固坐标系运动获得定位结果的时效：事后定位；实时定位；观测值类型；伪距测量；载波相位测量绝对定位（Absolute Positioning）（单点定位Point Positioning）：利用一台接收机确定待定点在协议地球坐标系中绝对位置的方法。