GPS导航定位原理ppt教程
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全球定位系统(GPS)使用 教学PPT课件
全球定位系统（GPS）使用
内容
1、 2、 3、
GPS简介 GPS定位原理 GPS测量的特点
全球定位系统（Global Positioning System， 简称GPS）是美国从20世纪70年代开始研制 的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统， 历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制， 陆续投入使用，并于1994年全面建成。GPS 是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统， 它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实 时性的精密三维导航与定位功能，而接收机、数据处理 软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS 接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择 的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信 号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相 应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收 机中心（测站点）的三维坐标。
2、 GPS定位原理
GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实 现的。如图15所示，在待 测点Q设置GPS接 收机，在某一时刻tk同时接收到3颗（或3颗以 上）卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数 据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心 （测站点）至卫星的距离ρ1、ρ2、ρ3。根据 卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标 （Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，从而由公式解 算出Q点的三维坐标（X，Y，Z）：
图15 GPS定位原理
3、 GPS测量的特点
①测量精度高。 ②测站间无需通视。 ③观测时间短。 ④仪器操作简便。 ⑤全天候作业。 ⑥提供三维坐标。 ⑦功能多、应用广
1、 GPS简介
GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用 户设备三部分构成。
（1）GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗 在轨备用卫星组成。卫星用L波段的两个无线 电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信 号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使 卫星成为一个动态的已知点。
内容
1、 2、 3、
GPS简介 GPS定位原理 GPS测量的特点
全球定位系统（Global Positioning System， 简称GPS）是美国从20世纪70年代开始研制 的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统， 历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制， 陆续投入使用，并于1994年全面建成。GPS 是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统， 它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实 时性的精密三维导航与定位功能，而接收机、数据处理 软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS 接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择 的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信 号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相 应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收 机中心（测站点）的三维坐标。
2、 GPS定位原理
GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实 现的。如图15所示，在待 测点Q设置GPS接 收机，在某一时刻tk同时接收到3颗（或3颗以 上）卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数 据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心 （测站点）至卫星的距离ρ1、ρ2、ρ3。根据 卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标 （Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，从而由公式解 算出Q点的三维坐标（X，Y，Z）：
图15 GPS定位原理
3、 GPS测量的特点
①测量精度高。 ②测站间无需通视。 ③观测时间短。 ④仪器操作简便。 ⑤全天候作业。 ⑥提供三维坐标。 ⑦功能多、应用广
1、 GPS简介
GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用 户设备三部分构成。
（1）GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗 在轨备用卫星组成。卫星用L波段的两个无线 电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信 号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使 卫星成为一个动态的已知点。
《gps导航定位》课件
GPS导航定位的优缺点
GPS导航定位的优点包括高精度、全球覆盖和多功能性。 然而，缺点包括对天气和建筑物的影响，以及可能的隐私和安全问题。
GPS导航定位的安全问题
GPS导航定位存在安全隐患，包括可能的信号干扰、定位误差和位置欺骗。 为了确保安全性，需要采取措施，例如加密通信和强化用户验证。
结语
《GPS导航定位》PPT课 件
探索令人着迷的GPS导航定位世界。了解导航定位的原理、系统、技术，以及 其在车辆、船舶和航空导航中的应用。
什么是GPS导航定位
GPS导航定位是一种基于卫星系统的定位技术，可精确定位全球任何位置，并 提供导航指引和路径规划。 GPS导航定位的应用场景包括汽车导航、旅行、户外探险等。
GPS导航定位的原理
GPS导航定位通过接收来自卫星的信号来确定位置，使用三角定位原理计算精 确的经纬度坐标。 信号原理涉及卫星、接收机、时钟和测距等关键组件。
GPS导航定位的系统
GPS导航定位系统由卫星、地面控制站、用户接收机和导航数据库组成。 各个系统之间相互配合，共同实现高精度的导航定位服务。
GPS导航定位在现代生活中起着重要作用，未来仍面临挑战和机遇。 不断提升技术和应用，GPS导航定位将为我们带来更好的导航体验和便利性。
GPS导航定位的技术
GPS导航定位技术经历了多年的发展，并不断提高精度和功能。 未来，GPS导航定位技术将进一步发展，包括更高的精度、更多的应用领域和 增强现实导航等。
GPS导航定位的应用
GPS导航定位在车辆导航中被广泛应用，提供行驶指引、实时交通信息和路径 规划。
此外，GPS导航定位还在船舶导航和航空导航中起着关键作用，提高安全性和 效率。
《GPS定位原理》课件
GPS定位数据的安全性问题
为保护定位数据的安全，需加密传输和存储，限制授权访问，防止数据泄露和滥用。
GPS定位技术的社会影响与导 向
GPS定位技术的普及和应用，将在交通、农业、航空和其他领域创造更加智能、 高效、便利的生活方式。
《GPS定位原理》PPT课 件
本课程将介绍GPS定位的基本原理、技术的发展历史，以及在各个领域的应用。 让我们一起探索GPS技术的魅力和未来发展趋势。
什么是GPS定位？
GPS定位是一种全球定位系统，通过卫星和接收器共同工作，使人们能够在全 球任何地点确定自己的位置和导航目的地。
GPS定位的基本原理
航海导航
• 船舶利用GPS定位进行 航行导航和定位。
• 提高海上航行的准确性 和安全性。
渔业管理
利用GPS定位技术，进行渔船 定位和渔业资源管理。
监控渔船活动和渔场情况，保 护渔业资源。
海洋科学
科学家使用GPS定位系统跟踪 海洋潮流和动态，开展海洋研 究。 促进海洋科学的发展和海洋资 源的保护。
GPS定位的优缺点及挑战
结合GPS定位，实现农田灌溉的 智能化和精准化，节约水资源。
GPS定位在航空领域的应用
1
飞行导航
GPS定位系统广泛应用于飞机导航、自动
空中交通管制
2
驾驶和飞行路径规划。
利用GPS定位技术，实现空中交通的监控
和管理，避免飞行冲突。
3
飞机安全
航空公司使用GPS定位系统来跟踪飞机位 置，确保飞行安全。
GPS定位在海洋领域的应用
GPS定位相关的法律法规和标准
法律法规
• 各国制定了GPS定位的法律法规，保障其合 法使用。
• 规定了定位数据的隐私保护和使用限制。
《GPS定位原理》PPT课件_OK
❖ 定位速度快，实时定位 ❖ 可提高测距精度 ❖ 对信号的强度要求不高，易于捕获
微弱的卫星信号 ❖ 采用的是CDMA（码分多址）技术 ❖ 便于对系统进行控制和管理
2021/8/20
27
5.2.2 伪距测量定位原理
伪距测量的观测方程
码相关法测量伪距时，有一个基本假设，即卫星
钟和接收机钟是完全同步的。但实际上这两台钟之间
49
某一瞬间的载波相位测量值指的是该瞬间 接收机所产生的基准信号的相位(b) 和接收到 的来自卫星的载波信号的相位(a) 之差。因此， 根据某一瞬间的载波相位测量值可求出该瞬间 从卫星到接收机的距离。
❖ GPS的测距码 C/A码：码速1.023MHz, TP=1ms, LP=1023, 码元长度293.052m
2021/8/20Fra bibliotek20P码： 码速10.23MHz,
TP=266天9小时45分55.5秒, LP=235469592765000, 码元长度29.3052m。
实际被截为7天一个周期，共38段，每 一段赋予不同的卫星，卫星的PRN号也由此 得到。
伪距测量（伪距法定位） 载波相位测量
❖ 依定位时效
实时定位 事后定位
❖ 依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短：
常规静态定位 快速静态定位
2021/8/20
4
5.1.1静态定位和动态定位
❖ 静态定位
在定位过程中，接收机的位置是固定的，处 于静止状态。这种静止状态是相对的。在卫星大 地测量学中，所谓静止状态，通常是指待定点的 位置，相对其周围的点位没有发生变化，或变化 极其缓慢，以致在观测期内（数天或数星期）可 以忽略。
2021/8/20
12
2021/8/20
微弱的卫星信号 ❖ 采用的是CDMA（码分多址）技术 ❖ 便于对系统进行控制和管理
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5.2.2 伪距测量定位原理
伪距测量的观测方程
码相关法测量伪距时，有一个基本假设，即卫星
钟和接收机钟是完全同步的。但实际上这两台钟之间
49
某一瞬间的载波相位测量值指的是该瞬间 接收机所产生的基准信号的相位(b) 和接收到 的来自卫星的载波信号的相位(a) 之差。因此， 根据某一瞬间的载波相位测量值可求出该瞬间 从卫星到接收机的距离。
❖ GPS的测距码 C/A码：码速1.023MHz, TP=1ms, LP=1023, 码元长度293.052m
2021/8/20Fra bibliotek20P码： 码速10.23MHz,
TP=266天9小时45分55.5秒, LP=235469592765000, 码元长度29.3052m。
实际被截为7天一个周期，共38段，每 一段赋予不同的卫星，卫星的PRN号也由此 得到。
伪距测量（伪距法定位） 载波相位测量
❖ 依定位时效
实时定位 事后定位
❖ 依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短：
常规静态定位 快速静态定位
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4
5.1.1静态定位和动态定位
❖ 静态定位
在定位过程中，接收机的位置是固定的，处 于静止状态。这种静止状态是相对的。在卫星大 地测量学中，所谓静止状态，通常是指待定点的 位置，相对其周围的点位没有发生变化，或变化 极其缓慢，以致在观测期内（数天或数星期）可 以忽略。
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GPS概论第五章GPS卫星定位基本原理PPT课件
线性化后：
i
X ( 0 0)x ii dX Y(0 0)yii dY Z (0 0)zii dZ (0)i NctV RctV S (Vio)niVtrop
x(i0X )i0dX y(i 0)Yi0dY z(i0Z )i0dZ (0)iNctV RctV S (Vio)niVtrop
误差方程为：
• 定义
– 单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位 置的方法
• 定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标
– 采用广播星历时属WGS-84
– 采用IGS – International GPS Service精密星历时为 ITRF – International Terrestrial Reference Frames
~ N 0 Int ( ) Fr ( )
• 整周计数 Int
载波相位观测值
• 整周未知数（整周模糊度） N 0
19
载波相位测量的观测方程
原始形式：
(iN i) ictR V ctS V (V i o)in V trop i iN i ictR V ctS V (V i o)in V trop
接收机根据自身 的 钟 在 tR时 刻 所 接 收 到 卫 星 在 tS 时刻所发送信号 的相位
(tS)
tR tS
R
R
理想情况
实际情况
18
载波相位观测值 ti
• 观测值
Fr i Int() i N 0
首次观测：
0 Fr ( ) 0
t0
以后的观测：
Fr 0 N0
i Int ( ) i Fr ( ) i 通常表示为：
载波波长为原来波长的一半，信 号质量较差（信噪比低，降低了 30dB）
GPS定位的基本原理ppt课件
p)
(Nip
p i
)
含有待定点 坐标三个未 知数
整周模糊度，每 观测一个卫星就 有一个未知数
在一个历元，未知数多于方程数，无法求解，需通过多个历元观 测值求解
23
1 基本原理
2 测码伪距 3 载波相位测量 4 卫星坐标
3.2 载波相位测量的观测值
由接收机 瞬间测得 的不足一 周的部分
mT 0 qTT 0TDOP
TDOP qTT
18
1 基本原理
2 测码伪距 3 载波相位测量 4 卫星坐标
2.4 伪距绝对定位精度评价（续）
3、几何精度因子GDOP 综合考虑空间位置及钟差对定位结果的影响，可用几何精度因子
GDOP
GDOP qXX qYY qZZ qTT PDOP2 TDOP2
第四章 GPS定位的基本原理
1
1 基本原理 2 测码伪距
3 载波测相伪距 4 卫星坐标
GPS工作的基本原理 – 距离后方交会
已知点：GPS卫星 待定点：接收机（天线）
2
1 基本原理 2 测码伪距
3 载波测相伪距 4 卫星坐标
卫星的位置
卫星至测站的距离 信号的捕获及定位计算
3
1 基本原理 2 测码伪距
12
1 基本原理
2 测码伪距 3 载波相位测量 4 卫星坐标
2.3 伪距绝对定位原理（续）
在测站点的近似值Xi0、 Yi0、 Zi0处泰勒级数展开，取一阶项
/ip0＋vip0
p i0
aip
Xi
bipYi
cip Zi
c ti
GPS卫星定位原理及其应用.ppt课件
初相角 角频率 振幅
10/20/2023
7
电磁波传播中常用公式的转换
10/20/2023
8
大气层对电磁波传播的影响
根据电磁波传播的不同影响，一般可将大气层分为： 1.对流层
系指从地面上约40Km范围内的大气底层。 对流层具有很强的对流作用，云、雾、雨、雪、风
等主要天气现象，均出现在其中，这些对电磁波的
11
电离层改正模型
10/20/2023
12
减弱电离层影响的措施
1.利用两种不同的频率进行观测
2.两观测站同步观测量求差
10/20/2023
13
GPS卫星的测距码信号
GPS卫星所发射的信号包括： 载波信号 P码（或Y码） C/A码 数据码（又称作D码）
其中：C/A码和P码统称为测距码。
10/20/2023
基准频率 10.23 MHz
x 154 x 120
/10
L1
C/A 码
1575.42 MHz 1.023 MHz
P (Y) 码 10.23 MHz
L2 1227.60 MHz
P (Y)-Code 10.23 MHz
50 bit/s
卫星信悉( 状态信悉和星历)
10/20/2023
17
载波相位测距
载波相位观测
14
GPS卫星信号的产生与构成的要求
1.适应多用户系统的要 求
2.满足实时定位的要求 3.满足高度定位的要
求 4.满足军事保密的要求
10/20/2023
15
GPS卫星的导航电文（数据码）
导航电文主要包括： 1.与卫星有关的星 历 2.卫星的工作状态 3.时间系统 4.卫星钟运行状态 5.轨道摄动改正 6.大气摄动改正 7.导航信息的数据 码
10/20/2023
7
电磁波传播中常用公式的转换
10/20/2023
8
大气层对电磁波传播的影响
根据电磁波传播的不同影响，一般可将大气层分为： 1.对流层
系指从地面上约40Km范围内的大气底层。 对流层具有很强的对流作用，云、雾、雨、雪、风
等主要天气现象，均出现在其中，这些对电磁波的
11
电离层改正模型
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减弱电离层影响的措施
1.利用两种不同的频率进行观测
2.两观测站同步观测量求差
10/20/2023
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GPS卫星的测距码信号
GPS卫星所发射的信号包括： 载波信号 P码（或Y码） C/A码 数据码（又称作D码）
其中：C/A码和P码统称为测距码。
10/20/2023
基准频率 10.23 MHz
x 154 x 120
/10
L1
C/A 码
1575.42 MHz 1.023 MHz
P (Y) 码 10.23 MHz
L2 1227.60 MHz
P (Y)-Code 10.23 MHz
50 bit/s
卫星信悉( 状态信悉和星历)
10/20/2023
17
载波相位测距
载波相位观测
14
GPS卫星信号的产生与构成的要求
1.适应多用户系统的要 求
2.满足实时定位的要求 3.满足高度定位的要
求 4.满足军事保密的要求
10/20/2023
15
GPS卫星的导航电文（数据码）
导航电文主要包括： 1.与卫星有关的星 历 2.卫星的工作状态 3.时间系统 4.卫星钟运行状态 5.轨道摄动改正 6.大气摄动改正 7.导航信息的数据 码
《GPS卫星定位原理》课件
未来发展趋势
展望GPS技术在未来的发展前景， 例如更多的卫星部署和增强的定 位精度。
六、总结
1
GPS发展前景
分析GPS技术的未来发展趋势和潜在应用领域。
2
未来应用前景
展示GPS在未来可能应用的新领域，如自动驾驶和物联网。
3
GPS的优缺点
总结GPS技术的优点和限制，以便更好地了解其适用性。
介绍GPS接收机的基本组成部分， 如天线、前置放大器和数字处 理器。
GPS接收机原理
解释GPS接收机如何接收和解码 GPS信号以获取定位信息。
GPS接收机误差
讨论GPS接收机常见的误差源， 如大气延迟和多径效应。
四、GPS定位原理
1
GPS定位方法
详细介绍GPS定位的原理和常用的定位算法，如三角测量和差分定位。
2
GPS定位误差
列举影响GPS定位精度的因素，如卫星几何、钟差和接收机误差。
3
GPS定位精度提高方法
提供改善GPS定位精度的方法，如增加卫星数量和使用差分GPS技术。
五、GPS应用
军事领域应用
说明GPS在军事上的多种应用， 如导航、目标定位和军事行动协 调。
民用领域应用
介绍GPS在民用领域中的广泛应 用，如车载导航、运动追踪和位 置服务。
解释GPS系统Байду номын сангаас的卫星、地面 控制和用户设备的组成部分。
二、GPS信号
1 GPS信号结构
详细说明GPS信号的多频带结构和每个频段的作用。
2 GPS信号属性
列举GPS信号的属性，例如码类型、数据速率和功率。
3 GPS信号发射
概述GPS卫星如何发射信号并覆盖整个地球。
三、GPS接收机
《gps原理》课件
GPS在军事中的应用
GPS在军事领域具有重要的战略价值，用于导航、目标定位和通信。
六、GPS存在的问题与发展趋势
1 GPS存在的问题
GPS在信号遮挡和天气条件不利的情况下会受到干扰，影响定位的准确性。
2 GPS的未来发展趋势
GPS技术在精度、可靠性和多功能性方面将继续提升，应用领域将进一步扩大。
七、小结
1 GPS信号的产生
GPS信号由地面上的控制站向卫星发射，再由卫星传输到接收机。
2周围运行，形成一个覆盖全球的卫星系统。
3 GPS卫星定位原理
GPS接收机通过接收多个卫星信号并计算信号传播时间来确定自身的位置。
三、GPS接收机
GPS接收机的组成
GPS接收机由天线、电路和处理 器等组成，用于接收和处理卫星 信号。
GPS接收机的工作原理
GPS信号的处理流程
GPS接收机通过解码和处理接收 到的卫星信号来确定用户的位置。
GPS信号经过信号处理流程，包 括接收、解码和定位等多个步骤。
四、GPS定位精度
GPS定位误差的来源
GPS定位误差来自于多种因素， 包括信号传播延迟、天气和接 收机的精度等。
GPS定位精度的影响 因素
《GPS原理》PPT课件
欢迎来到《GPS原理》的PPT课件。通过本课件，我们将深入了解全球定位系 统的原理和应用，带您走入这个神奇的世界。
一、GPS概述
GPS的定义
GPS是一种利用卫星和接收机进行定位和导航的技术系统。
GPS的发展历程
GPS经历了从研发到实际应用的漫长但成功的发展历史。
二、GPS原理
1 GPS的意义与作用
2 GPS的优缺点
GPS改变了人们的生活和工作方式，提供了精 准的定位和导航服务。
GPS在军事领域具有重要的战略价值，用于导航、目标定位和通信。
六、GPS存在的问题与发展趋势
1 GPS存在的问题
GPS在信号遮挡和天气条件不利的情况下会受到干扰，影响定位的准确性。
2 GPS的未来发展趋势
GPS技术在精度、可靠性和多功能性方面将继续提升，应用领域将进一步扩大。
七、小结
1 GPS信号的产生
GPS信号由地面上的控制站向卫星发射，再由卫星传输到接收机。
2周围运行，形成一个覆盖全球的卫星系统。
3 GPS卫星定位原理
GPS接收机通过接收多个卫星信号并计算信号传播时间来确定自身的位置。
三、GPS接收机
GPS接收机的组成
GPS接收机由天线、电路和处理 器等组成，用于接收和处理卫星 信号。
GPS接收机的工作原理
GPS信号的处理流程
GPS接收机通过解码和处理接收 到的卫星信号来确定用户的位置。
GPS信号经过信号处理流程，包 括接收、解码和定位等多个步骤。
四、GPS定位精度
GPS定位误差的来源
GPS定位误差来自于多种因素， 包括信号传播延迟、天气和接 收机的精度等。
GPS定位精度的影响 因素
《GPS原理》PPT课件
欢迎来到《GPS原理》的PPT课件。通过本课件，我们将深入了解全球定位系 统的原理和应用，带您走入这个神奇的世界。
一、GPS概述
GPS的定义
GPS是一种利用卫星和接收机进行定位和导航的技术系统。
GPS的发展历程
GPS经历了从研发到实际应用的漫长但成功的发展历史。
二、GPS原理
1 GPS的意义与作用
2 GPS的优缺点
GPS改变了人们的生活和工作方式，提供了精 准的定位和导航服务。
GPS卫星导航PPT课件
（2）实时差分动态定位 它是用安设在一个运动载体上GPS信 号接收机，及安设在一个基准站之间的另一台GPS接收机， 联合测得该运动载体的实时位置，从而描绘出该运动载体的 运行轨道，故差分动态定位又称相对动态定位。
（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)。
（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)。
第五章GPS卫星定位基本原理PPT课件
4.1)接收机 k 对卫星 j 的载波相位测量的观测方程：
kj k kj N0j In( t )Nkj cf ftaftbcf 1cf 2
• f：接收机产生的固定参考频率
• c: 光速
• ρ：卫星至接收机之间的距离 （未知数）
•δρ1：电离层影响 •δρ2：对流层影响 •δta ：卫星钟差 •δtb ：接收机钟差（未知数）
编辑版pppt
2
测角交会法
B
P
P
A
C
A
B
前方交会
A
B
侧方交会
P
后方交会
A、B和C点坐标已知，P点坐标未知
编辑版pppt
3
测边（距）交会法
3. 无线电接收机或卫星
▪ 无线电导航定位 ▪ 卫星激光测距定位
P
1)ABC为三个无线电信号发射台,坐标已
知
d1
d3
2)P为用户接收机
d2 A
C 3)采用无线电测距方法测得PA PB PC
整周数为
N
j 0
，则此时的相位观测值为：
kj(t0)0N0j k(t0)kj(t0)N0j
编辑版pppt
23
▪ 任一时刻ti卫星Sj 到k接收机的相位差：
k j(ti)k(ti)k j(ti) N 0 j I( n )t
整周模糊度（常数） 整周数变化量
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三差法
24
5.3.2 载波相位测量的观测方程(1)
4.特点 1)适用于导航和低精度测量
2) 定位速度快；
3)可作为载波相位测量中解决整波数不确定问题（模
糊度）的辅助资料。
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8
5.2 伪距测量 5.2.1伪距测量
kj k kj N0j In( t )Nkj cf ftaftbcf 1cf 2
• f：接收机产生的固定参考频率
• c: 光速
• ρ：卫星至接收机之间的距离 （未知数）
•δρ1：电离层影响 •δρ2：对流层影响 •δta ：卫星钟差 •δtb ：接收机钟差（未知数）
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2
测角交会法
B
P
P
A
C
A
B
前方交会
A
B
侧方交会
P
后方交会
A、B和C点坐标已知，P点坐标未知
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3
测边（距）交会法
3. 无线电接收机或卫星
▪ 无线电导航定位 ▪ 卫星激光测距定位
P
1)ABC为三个无线电信号发射台,坐标已
知
d1
d3
2)P为用户接收机
d2 A
C 3)采用无线电测距方法测得PA PB PC
整周数为
N
j 0
，则此时的相位观测值为：
kj(t0)0N0j k(t0)kj(t0)N0j
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▪ 任一时刻ti卫星Sj 到k接收机的相位差：
k j(ti)k(ti)k j(ti) N 0 j I( n )t
整周模糊度（常数） 整周数变化量
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三差法
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5.3.2 载波相位测量的观测方程(1)
4.特点 1)适用于导航和低精度测量
2) 定位速度快；
3)可作为载波相位测量中解决整波数不确定问题（模
糊度）的辅助资料。
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5.2 伪距测量 5.2.1伪距测量