全球卫星定位系统(第一次)

的位置和时间的测定系统 主要功能:导航定位、移动通信 GPS全球大地测量
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P:刘基余编著. 《GPS卫星 导航定位原理与方法》.科 学出版社.2008年6月第2版. p: 刘基余等编著. 《全球 定位系统原理及其应用》. 测绘出版社.1993年10月第1 版.
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第二章


GPS系统及其信号
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第一章

绪论
第二代卫星导航系统 1.GPS卫星全球定位系统(NAVSTAR/GPS)：卫星测时测距导航/ 全球定位系统——是以卫星为基础的无线电导航定位系统， 具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定 位和定时的功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度 和时间。 三大研究阶段 方案论证阶段（1974-1978年）：发射11颗BLOCK I试验卫 星 系统论正阶段（1979-1987年） 生产实验究段（1988-1993年）：发射28颗BLOCK II以及 BLOCK II A 工作卫星 90年代末，发射20颗BLOCK II R卫星，改进GPS系统 GPS系统的优点 21+3颗卫星，6个轨道面 GPS系统的应用前景 我国的GPS定位技术应用和发展情况(查资料) 3
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第二章

GPS系统及其信号
GPS卫星的导航电文（卫星电文）：是用户用来定位和 导航的数据基础。以二进制的形式，按规定格式组成， 按帧向外传播。因而卫星电文也叫数据码（D码）。 导航电文的结构（见图2-6）P26 导航电文的主要内容 第一数据块：第一子帧的第3-10字码 第二数据块：包括第二和第三子帧，表示GPS卫星的星 历 第三数据块：包括第四和第五子帧，提供GPS卫星的历 书数据，是第一和第二数据块的简略形式。
目录



第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
绪论 GPS系统及其信号 GPS的坐标系统与定位中的误差源 卫星运动基础及GPS卫星星历 GPS静态定位基础 GPS动态测量原理 GPS动态测量原理 GPS测量的设计与实施
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第一章

绪论

早期的卫星定位技术——将卫星作为空间观测目标 建立卫星三角网 建立卫星测距网——解决联测定位问题 缺点：受卫星可见条件及天气影响，费时费力、定位精度低 第一代卫星导航系统——开始了卫星多普勒定位、测速的时代 子午卫星导航系统（NNSS）——6颗工作卫星 经济快速 精度均匀 不受天气和时间的限制 CICADA导航系统——12颗宇宙卫星 双频发送：150MHZ、400MHZ 第一代卫星导航系统的局限性 卫星少，不能实时定位 轨道低，难以精确定轨——1070km（低轨卫星） 频率低，难以补偿电离层效应的影响
第一章
2.GLONASS全球卫星导航系统 卫星系统的组成
绪论
2.1 卫星星座：21颗工作卫星+3颗在轨备用卫星；三个等 间隔椭圆轨道，轨道面夹角120度 发射两种载波信号：f1:1.602-1.616GHZ,(民用) f2:1.246GHZ-1.256GHZ （军用） 具有可变的射电频率：每颗卫星具有不同的射电频率 2.2 地面控制 地面控制站组（GCS）:系统控制中心、指令跟踪站 （CTS） 2.30用户设备：GLONASS信号接受机 俄罗斯联邦政府对GLONASS系统的使用政策？ 3.NAVSAT导航卫星系统(西欧欧洲空间局ESA)——民用系统 卫星星座;6颗地球同步卫星（GEO）+12颗高椭圆轨道卫星 （HEO）
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第二章
GPS接收机的分类 按用途分类：

GPS系统及其信号
导航型： 测地型接收机： 授时型接收机: 单频接收机： 双频接收机： 按应用场合分类：
按接收机的载波频率分类;

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第二章

GPS系统及其信号
GPS接收机的组成和工作原理
ห้องสมุดไป่ตู้
天线单元 接收机天线（接收前端）：全向振子天线、小型螺 旋天线、微带天线、锥形天线——将GPS卫星信号 的极微弱的电磁波能转化为相应的电流。 前置放大器:将GPS信号电流予以放大 接收机主机单元 电源——蓄电池 GPS数据测后处理软件包
主动式卫星导航系统
被动测距原理、被动定位（GPS、GLONASS、NAVSAT）p14，P7，
P23下 主动测距原理、主动定位p14，P41


卫星激光测距技术 基本的测距原理 GEOSTAR卫星导航通信系统
其它的卫星定位系统
INMARSAT系统：由国际移动卫星组织（原国际海事卫星组织）筹建 主要功能：全球通讯服务 GNSS系统：由国际民航组织（ICAO）提出，该系统是一个全球性

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第一章

绪论
GPS NAVSAT
卫星系统
GLONASS

卫星颗数（颗） 轨道面数（个） 轨道倾角（度） 平均高度（KM） 周 期（HM） 卫星射电频率1 卫星射电频率2 C/A码频率 C/A码码长
21+3 3 64.8 19100 11h15m 1602-1616 MHZ 1246-1256MHZ 511KHZ 511bit
21+3 12+6 6 7 55 63.45 20200 20178 11h58m 11h58m 1575.42 MHZ 1561-1569 MHZ 1227.6 MHZ 1224-1232MHZ 1.023MHZ 3.937MHZ 1023bit 3937bit

三种卫星系统的比较
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第一章

绪论
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第二章

GPS系统及其信号
2 地面监控系统（地面控制部分） 地面监控系统的构成 一个主控站：位于美国科罗拉多，以大型计算机为 主体的监控系统 三个注入站：大西洋阿森松,印度洋狄哥.伽西亚, 太平洋卡瓦加兰 五个监测站：4+夏威夷 p23
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第二章

GPS系统及其信号
3 GPS信号接收机（用户设备部分） 静态定位和动态定位 静态定位:跟踪过程中用户天线固定不变，高精度 测量信号传播时间——多于观测量大、可靠性强、 定位精度高 动态定位：接收测定运动物体的运行轨迹
GPS卫星全球定位系统的系统组成
1 GPS卫星星座（空间部分）:21+3颗卫星
GPS卫星编号：PRN编号（伪随机噪声码） GPS卫星分步入轨及轨道特点：初始轨道——转移轨
道——工作轨道，两万公里高空的圆形轨道 高精度的时钟 定位星座——为了解算测站的三维坐标，必须观测的 4颗GPS卫星 间隙期：定位星座几何结构的优劣