gps有关专业术语
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模糊度(Ambiguity):未知量,是从卫星到接收机间测量的载波相位的整周期数。
基线(Baseline):两测量点的联线,在此两点上同时接收GPS 信号并收集其观测数据。
广播星历(Broadcast ephemeris ):由卫星发布的电文中解调获得的卫星轨道参数。
信噪比SNR(Signal-to-noise ratio):某一端点上信号功率与噪声功率之比。
跳周(Cycle skipping):在干扰作用下,环路从一个平衡点,跳过数周,在新的平衡点上稳定下来,使相位整数周期产生错误的现象。
载波(Carrier):作为载体的电波,其上由已知参考值的调制波进行频率、幅度或相位调制。
C/A码(C/A Code):GPS粗测/捕获码,为1023 bit 的双相调制伪随机二进制码,码率为1.023MHz,码重复周期为1ms。
差分测量(Difference measurement):利用交叉卫星、交叉接收机和交叉历元进行GPS测量。
单差(SD)测量:(交叉接收机)由两个接收机同时观测一颗卫星所接收的信号相位的瞬时差。
双差(DD)测量:(交叉接收机,交叉卫星)观测一颗卫星的单差相对于观测参考卫星的单差之差。
三差(TD)测量:(交叉接收机,交叉卫星,交叉历元)在一历元获得的双差与上一历元的双差之差。
差分定位(Difference positioning):同时跟踪相同的GPS信号,确定两个以上接收机之间的相对坐标的方法。
几何精度因子(Geometric dilution of precision):在动态定位中,描
述卫星几何位置对误差的贡献的因子,表示式:。
式中,Q 为瞬时动态位置解的矩阵因子(取决于接收机和卫星的位置)。
在GPS中有如下几种标准术语:
GDOP (三维坐标加钟差)四维几何因子
PDOP(三维坐标)三维坐标几何因子
HDOP(平面坐标)二维坐标几何因子
VDOP(高程)高程几何因子
TDOP(钟差)钟差因子
HTDOP(高程和钟差)高程与钟差几何因子
动态定位(Dynamic positioning ):确定运动着的接收机随时间变化的测点坐标的方法。
每次测量结果由单次数据采样获得并实时计算。
偏心率(Eccentricity):,式中a,b为长半轴和短半轴。
椭球体(Ellipsoid):大地测量中,随圆绕短半轴旋转形成的数学图形。
一
般采用两个参数加以描述,即长半轴长度a和扁率f,,b为短半轴。
星历(Ephemeris):天体的位置随时间的能参数。
扁率(Flattening):a为长半轴,b为短半轴,e为偏心率。
大地水准面(Geoid):与平均海平面并延伸到大陆的特殊等位面。
此面处处垂直于重力方向。
电离层延迟(Ionosphere delay ):电波通过电离层(非均匀和色散介质)产生的延迟。
相延迟取决于电子含量并影响载波信号,群延迟取决于电离层色散并影响信号调制码。
相延迟和群延迟的辐度相同,符号相反。
L波段(L-band):频率为390-1550MHz的无线电频率范围。
多径误差(Multipath error):由两条以上传播路径的无线电信号间干扰而引起的定位误差。
观测时段(Observing session):利用两个以上的接收机同时收集GPS数据的时间段。
伪距(Pseudo range):将接收机中GPS复制码对准所接收的GPS码所需要的时间偏移并乘以光速化算的距离。
此时间偏移是
信号接收时刻(接收机时间系列)和信号发射时刻(卫星时间系列)之间的差值。
接收通道(Receiver channel ):GPS接收机中射频、混频和中频通道,能接收和跟踪卫星的两种载频信号。
卫星图形(Satellite configuration):卫星在特定时间内相对于特定用户或一组用户的配置状态。
静态定位(Static position):不考虑接收机运动的点位的测量。
世界时(Universal time):格林尼治的平太阳时。
UT世界时的缩写。
UT0由观测恒星直接求得的世界时。
世界时与恒星时的关系为:太阳日-恒星日=
UT1极移改正后的UT0。
UT2地球自转季节变化改正后的UT1。
UTC协调世界时,平滑原子时系统。
它与UT2非常接近。
采样(Sampling):以周期性的时间间隔取某一连续变量值的过程。
Wide Area Augmentation System (WAAS): A U.S. Federal Aviation Authority (FAA) system of equipment and software that supplements
GPS accuracy, availability and integrity. The WAAS provides a
satellite signal for WAAS users to support enroute and precision
approach aircraft navigation.
美国联邦航空系统的软硬件设备,可增加 GPS 的精准度。
WAAS 为WAAS 用户提供卫星号以取得精准的航空导航需求。
WGS-84:World Geodetic System - 1984. The mathematical reference ellipsoid used by GPS.
世界地理系统于1984年制定,GPS 使用的数字椭球投影系统之一。
7比特位宽的串行码,用来描述数字、大小写字符、特殊字符和非打印字符,一般用于文档数据
美国信息交换标准
码
捕获锁定卫星C/A码和P码的过程。
接收机第一次加电后会捕获所有可用的卫星;而出现新的可用卫星后,再捕获这些新增卫星,并持续跟踪直到它们不可用为止。
地址字段对于NMEA标准格式的行,该固定长度字段跟在起始的语句分隔符”$”(十六进制数:24)之后。
对于符合NMEA的行,其由两个字符的发送者识别符和三个字符的语句格式符组成。
对于特有的行,它包括字符“P
(十六进制数:50)”和随后的3字符制造商标识码。
历书一组轨道参数集,可以计算概略的GPS卫星位置和速度。
历书被接收机用来确定卫星的可见性,并在GPS 信号捕获过程中起协助作用。
.
历书数据从每颗卫星上耗时12.5分钟下载的一组数据。
它包括所有卫星轨道参数的近似值、GPS相对于UTC时间的转换参数、单频电离层模型参数。
反欺骗控制段阻止对P码的使用的技术称为反欺骗。
通常被加密的Y码取代。
请查阅P码和Y码。
衰减信号强度减少
方位角空间某点相对于地面某点的水平方向,用从000°到360°的顺时针角度值来描述。
参考点通常为真北,但也有可能是磁北或者相对方向(如船的朝向)。
指向陆地上某点相对于另外一个点的水平方向,表示为到参考方向的角度,通常以参考方向为000°,顺时针测量到360°。
参考点可能是真北,也可能是磁北或者是与某个相关的值(如船的朝向)
载波稳定传输的射频信号,其幅度、频率或相位可被调制以传输信息。
载波相位模糊度用户和卫星之间在开始跟踪时的载波相位整周数。
(有时简称模糊度)
载波相位测量即“累加的多普勒平移”(ADR)测量量。
包括瞬时的信号(以1周为模)相位测量量加上某个任意整周数。
一旦接收机跟踪到卫星,接收机所见距离的变化将正确地累加到整周数上。
如果发生“断锁”,累计值将跳
到一个任意地整周数上(这称作周跳)。
校验和根据NMEA标准,校验和是对消息中数据执行一个有效地检查,由发送者进行计算,附在消息后,再由接收者重新计算,用于进行相比以确定消息接收是否正确,对有些语句是必须的,其它为可选。
CEP 圆概率误差圆概率误差:圆的半径范围包含了50%的事件集。
粗捕获码一个伪随机比特串,主要用于商业GPS接收机中确定接收机到发送卫星之间的距离。
1023个C/A码片每1ms重复一次,提供一个300m的码片长,以易于锁定。
通信协议信号源和接收器之间建立起来的一种消息传送方法,包括消息格式,消息传送的序列,还包括信号传输的必备条件,如比特率、停止位、奇偶校验和每个字符的比特数。
控制部分包括主控制站和分布全球的参考站,用来管理GPS卫星,确定其精密轨道参数和同步其时钟。
UTC 世界协调时该时间系统使用二次定义的地球真实角度旋转,测量时假设地球绕着协议地极(CTP)旋转。
然而,UTC 调整仅以1秒增加,UTC的时区是格林尼治平均时间。
航向将要或正在操纵航行器到的水平方向值,是一个相对于天空和海的方向值,以角度值来描述,从参考北极(可以是真方向、磁方向、指南针指向或格网),通常定义为000°(北),顺时针到360°。
严格意义上
说,该术语适合于描述相对天空和海水的方向,而不适合相对地面的方向。
它与航向角不同。
CMG 规定航线一个简单的合成方向值,从一个给定的出发点到下一个目的点,即从一个点到另一个点的移动方向。
由于操纵错误、水流或者是侧风的影响,该值不同于航迹。
CMG经常作为TMG的同义词,但TMG其实是一
个更准确的词。
COG对地航向航行器相对于地面的真实路线,如果用词不当,则被认为是相对于参考子午圈海面的航向值;如果航行器向前或向后偏离航向,则不是一条直线。
纵向航迹误差航行器的当前位置与链接当前航路点坐标系上的某个大圆周线的最近点之间的距离。
如果GPSCard SETNAV名利指定了航迹偏差,则交叉航迹误差将与大圆周线上的航迹偏差有关。
周跳当载波相位观测量跳到一个任意的整周数上时,就出现了周跳。
通常是由于信号跟踪过程中出现遮挡或相似的原因而导致跟踪中断造成。
推航确定航行器概略坐标的过程,通过利用它最近的已知位置,和代表它已经运行了的某个向量或一系列的连续向量值,以及通过记录得知的距离值、引擎转速和速度测量量来计算当前位置。
目的航行器将要到达的直接地理兴趣点。
它也许是某个航行线路中的下一个航路点,也许是某段航程的终点。
DGPS 差分GPS 一种提高GPS精度的技术,利用已知位置上的伪距误差提高处于相同地理区域内的其他GPS接收机的测量值。
DOP 精度因子一个数字值,描述基于当前卫星几何形状的位置解算的置信因子。
值越小,解算的置信度越高。
它有如下几种形式
GDOP 所有参数的不确定度(纬度、经度、高度、钟偏)
PDOP 3D参数的不确定度(纬度、经度、高度)
HTDOP 2D和时间参数的不确定度(纬度、经度、时间)
HDOP 2D参数的不确定度(纬度、经度)
VDOP 高度参数的不确定度
TDOP 钟偏参数的不确定度
多普勒信号源相对于观测者运动时,声音、光或其他波将发生频率改变。
多普勒辅助一种信号处理的策略,利用已量测的多普勒频移,帮助接收机平滑跟踪GPS信号,以提供更精确的速度和位置测量量。
双差一种数学技术,通过差分比较接收机间的通道,然后比较参考站和移动站接收机之间的通道。
双差载波相位模糊度载波相位模糊度,接收机间的通道差分或参考站与移动站之间的通道差分。
利用一个双差模型来估计载波相位定位。
(有时双差模糊度或普通的模糊度是短整型数据)
ECEF 地心地固坐标系一个纵轴坐标系,X轴位于地球赤道平面上,指向格林尼治主子午线,Z轴指向北极,Y轴位于垂直于X 轴并符合右手XYZ法则的平面内。
仰角观测到的卫星位置与水平面之间的夹角
椭球体一个平滑的数学曲面,描绘地球的形状并非常接近地球水准面,被用作大地测绘中的参考曲面,详细信息可参考用户手册“命令和记录参考,卷2”中的MATCHEDPOS记录信息。
椭球高在地球表面非常接近的椭球体之上的高度。
星历一组卫星轨道参数,GPS接收机用来计算精密的GPS卫星坐标和速度。
星历用于卫星解算中,并由卫星定期进行更新以维持GPS接收机的精度。
星历数据从GPS卫星下载下来的数据,描述了相对于某个时间的卫星轨道位置。
历元某个精确地指定时间点,特别是获得某个观测量时。
字段由字段分界符预先定义的一个字符或一串字符。
固定模糊度估算一个设置成给定值或常数的载波相位模糊度。
通常被设置成整数或由整数组成的线性组合值。
固定离散模糊度估
计
载波相位模糊度,设置成预先定义的离散概率中一个值,然后保持常数。
固定字段字符数目固定的字段,对于数据字段,在消息定义中就不会有小数点,而对于属于此类的其他字段则或者是地址字段或者是校验和字段。
固定整型模糊度估
计
载波相位模糊度值设置成整数值,且保持不变。
闪存 ROM 可编程的只读存储器
浮点型模糊度估计模糊度估计不会保持成一个常数,而是逐渐收敛成一个正确解。
GAGAN GEO辅助的GPS增强导航系统
几何精度衰减因子【参见DOP】
大地水准面如果将海平面连续不断地通过大陆延伸,它代表地球外形。
大地水准面是符合平均海平面的等位面,每个点上的铅垂线(重力线)都是垂直的。
大地水准面受当地的地球引力的干扰,有一个不规则的形状。
大地基准点定义坐标系统的参考椭球曲面。
静地卫星卫星轨道沿着赤道平面,这样在地球表面上的参考点观测卫星是在一个固定的位置。
(GPS卫星不是静地卫星)
GPS全球定位系统全名是NAVSTAR全球定位系统,它是一个星基无线电定位系统,提供给装有适当设备的用户精确的位置、速度和时间数据。
GPS直接给全世界的用户提供连续的、全天候的、免费的数据。
GPS星座由24颗卫星组成,均匀分布在6个轨道平面上,每个轨道上均匀分布4颗卫星。
系统是美国空军管理下的国防部开发的。
大圆周球面或椭球面上的任意两个点之间的最短距离,大圆周就是地球上任意两点之间的最短导航距离,也被称为短程线。
握手信号预先定义好的硬件或软件活动,以建立或维持两台机器或程序之间的同步。
握手信号涉及两个系统有限的缓冲区之间交换消息或数据包。
硬件握手使用电平或脉冲经电缆传送握手信号;而软件握手使用数据单元
经某些底层通信介质传送。
HDOP 水平精度
衰减因子
【参考DOP】
HTDOP 水平和时
间精度衰减因子
【参考DOP】
航向角航行器在任意时刻指向或头朝向的方向,以度的形式描述,从000°顺时针到360°,可以参考真北、磁北或网格北方向。
航行器的航向角也被称为船头。
随着空气或海水的作用,航行器振荡或偏离方向,故而航
向角是一个经常变化的值,产生操纵误差。
整周模糊度估算只允许取整数值的载波相位模糊度估算。
无电离层载波相位观测量L1和L2载波相位观测量的一个线性组合,提供一个消除电离层影响的频率上的载波相位观测估计。
获得一个非整型的模糊度,而不是该频率上的一个简单测量量。
动态用户的GPS天线是移动的,在GPS领域,该术语通常与精密载波相位定位一起使用,而术语“动态”通常与伪距定位一起使用。
L1频率GPS载频:1575.42MHz,包含粗捕获码(C/A)和加密的P码,以及商业GPS接收机可用的导航消息。
L2频率第二个GPS载频:1227.60MHz,仅包含加密了的P码,主要用于电离层引起的信号延迟。
窄带一个载波相位距离测量量或者双差载波相位观测值上的一个特殊的离散模糊度值,该测量量的类型没有详细说明(L1、L2、L1-L2、Iono-Free)。
L波段无线电频率范围,包括GPS载波频率L1和L2,以及OmniSTAR卫星播发信号的频率。
本地观测集一组观测量集,该接收机上的软件工作在与参考站接收机相反的方式下,采集的数据经无线电链路传输出去。
本地切平面一个基于用户位置的椭球表面切线平面的坐标系统。
三个坐标轴分别时东向、北向和天向。
纬度、经度和高度在此坐标系中起作用。
低延时解算一种基于预测的定位解算方法。
用一个基于早期参考站的观测量建立的模型,估计给定时间的历元。
这些估计出来的参考站观测量与采集到的远程站的真实观测量组合,进行定位解算。
磁方位相对于磁北的方位角,磁罗盘方位角改正偏差。
磁航向相对于磁北的航向角
磁偏差任意地点磁和地理子午线之间的夹角,用角度来表示,记录了磁北偏离真北的东向或西向值。
掩角接收机设计中最小的GPS卫星仰角,低于该值的卫星将不用于位置解算。
匹配的观测集对本地接收机与参考站在时间历元上匹配的观测量,包括相同的卫星,以及所有已知的改正量。
测量误差方差测量量的标准差的平方。
标准差通常表示
观测时间历元GPSCard采集测量量的时间点。
多径误差GPS的定位误差,由于GPS的卫星信号被反射后引起的。
非易失存储器一种存储设备,当出现供电故障时还能保持数据。
空段在NMEA标准格式中,空字段表示此字段的数据不可用,通常用两个ASCII码的逗号表示,如“,,”(十六进制的2C2C),如果是一条消息的最后一个字段,则为一个逗号紧跟一个校验和符号“*”(十六进制2A)
或者是结束符号“<CR><LF>”(十六进制为0D0A)。
【注意:ASCII码的空字符(十六进制为00)不可
用于空字段。
】
遮蔽一个用来描述GPS接收机到GPS卫星的视线被自然物或人为物体遮挡时的词汇。
观测量任意的量测量。
NovAtel的RTK算法中有两个观测量:伪距测量量和载波相位测量量。
观测量集GPSCard花费一定时间获得的数据集,包括某个时刻的所有观测量,下面为所有跟踪到的卫星的观测量:PRN号,伪距或/和载波相位,锁定时间计数、信号强度、跟踪状态等。
单频或者双频观测量都在这个数据
集中。
假设观测集中包括的信息指示多少卫星是单频数据或是双频数据。
OmniSTAR 使用L波段(1525-1560MHz)卫星频率播发广域差分GPS改正服务。
来自相距较远的参考站的数据用于多站解算中。
OmniSTAR虚拟基站(VBS)类型在世界广大陆地区域上可获得亚米级精度,而
OmniSTAR高性能(HP)类型可获得10cm精度。
OmniSTAR服务的使用需要预定。
起始航路点当前航段的出发点,用纬度和精度描述。
并行接收机接收机用不同的通道同时监测四颗或更多卫星。
奇偶性二进制码中,1或0的数目的奇或偶quality,奇偶性通常用于确定数据的完好性特别是发送之后。
近地点离地球本身轨道最近的点。
T
P码精密码或者保护码。
GPS接收机用一个伪随机比特串来确定到发送卫星的距离。
当AS起作用时,P码被加密的Y码替代。
Y码只有授权用户才可用。
【参考AS、C/A码和Y码】
PDOP 位置精度因子
PPS 精密定位服
由美国国防部授权给用户,获得连续的全世界范围内的GPS定位、速度和时间服务。
(通常使用P码)务
PRN号GPS系统设计人员分配给每颗卫星的一个伪随机码数,通常,一颗卫星不确定有一个自己的PRN值,或者至少保持一段时间。
一般地,被用来标签一颗特定的卫星。
伪卫星地面上的转发器,用来模仿卫星,可以转发差分改正。
伪距计算出的GPS接收机到卫星的距离,通过确定被测卫星的传输时间和接收机测量时间之间的差值,乘以光速,就是伪距,它包括好几种误差源。
伪距量测量利用GPS信号上的伪随机码进行测量,提供一个到卫星的明确测量量,包括卫星和用户钟偏的影响。
接收机通道GPS接收机的一个指标,表明在接收机设计中有多少个独立的硬件信号处理通道。
参考卫星一种双差的实现方式,一个接收机的观测量在不同的卫星间进行差分,以消除相关误差。
通常一个卫星被选为“参考卫星”,所有其余卫星与其差分。
参考站作为静态参考的GPS接收机,它有已知位置值,并发送消息给移动接收机计算自己的位置。
相对方位相对于航向或飞行器的方位角
远端移动接收机一个不知道自己位置需要接收参考站的测量量来计算差分GPS位置的接收机。
(远端和移动这两个词可以互换)
残差测量中使用的一个词汇,定位解算中使用的残差是已计算出的量测量与真实量测量之间的闭合差。
RMS均方根概率水平 68%。
航线一条计划好的飞行航线,通常由许多导航段组成。
RT-20 NovAtel公司的使用RTK载波相位浮点模糊度解算的双频差分技术。
RTCA 一个组织名称,开发和定义差分定位的消息格式。
RTCM 一个组织名称,开发和定义差分定位的SC-104消息格式。
RTK 一种基于载波相位观测量的差分定位模式。
在本文中,同时也用RT-2® 和RT-20替代。
SBAS 星基增强系统某种静地卫星系统类型,它可以提高原始GPS信号的精度、可用性和完好性,如美国的WAAS、欧洲的EGNOS和日本的MSAS系统。
已选航路点一个飞行器正要飞向的目前被选中的航路点,通常被称为“航路点”、“目的地”、“目的航路点”。
选择可用性一种被美国国防部使用的控制民用GPS设备精度的方法,一般通过引入时间和星历误差。
序列接收机一个GPS接收机,其跟踪到的卫星信号超过了可用的硬件通道数。
序列接收机按预先定义的序列,周期性地重分配硬件通道给特定的卫星信号。
球概率误差球体的中心位置是用户的位置,半径可以包含某导航系统测定的50%三维位置测量量。
球状体有时候称作椭球体,一个无限接近大地水准面的完美数学图形,用于大地测绘时作为参考表面。
SPS 标准定位服务一种定位服务,美国国防部允许的,所有GPS民用用户可用的,连续的,覆盖全球的服务(通常使用C/A 码)
空间运载体识别号有时候使用缩写SVID,一个唯一的号码分配给每颗卫星。
SV就是一颗GPS卫星。
TDOP 时间精度因子
三维覆盖4颗或者更多卫星,且构成可接受的几何位置时的每天小时数。
需要4颗可见星才能确定位置和高度。
三维导航一种导航模式,高度和水平位置都由卫星测距值确定。
首次定位时间GPS接收机获得位置解算的确切时间。
该定义不同于接收机的运行状态,上一次固定位置开始的时间长度、上一次固定的位置、特殊接收机的设计。
航迹一条与陆地相关而不是与天空或水有关的计划好或有意的水平线路,从000°顺时针到360°的角度值来描述航迹
TMG 出发点与到达点或出发点与任意给定时间的接下来的那个点之间的一个简单合成方向,可以认为与CMG 同义。
真方位相对于真北的方位角,用罗盘误差修正了的磁罗盘方位角
真航向相对真北的航向
2维覆盖3颗或更多卫星每天可见的小时数。
如果接收机设计成可接收外部高度输入,则三个可见星就能确定位置。
2维导航一种导航模式,位置解算过程中高度值固定,水平两维位置随卫星的距离测量量自由变化。
地面起伏大地水准面相对于数学参考椭球的距离,上方为正,下方为负。
也就是大家熟知的水平面偏差、水平面起伏、水平高。
更新率GPS接收机的指标,表示接收机正常工作时,可以提供的解算率。
UTC 【参考协调世界时】
VDOP 垂直精度因子
可变字段据NMEA标准,数据段可能或者不包含小数点,可能根据测量设备的精度和需求不同,小数点的精度也不同。
(WGS84) 用一个椭球体尽可能的来描述整个地球的形状,经常被用作世界坐标系的参考基准,而对于某些地方区域,则使用其他的椭球体以更适合其本地的地球形状。
GPS用户使用WGS84椭球体的中心作为GPS ECEF
参考框架的中心。
航路点航迹上的某个参考点
宽巷某个载波相位距离量测量上的一个特殊的整型模糊度值,或双差载波观测量上的值。
它是一个载波相位观测值,由L1的载波相位数据减去L2的载波相位数据,公式为:Φ'' = Φ1 - Φ2,对应的波长为86.2cm。
Y-码P码的加密形式,当AS起作用时,卫星将发送P码。
【浏览P码和AS】。