华测GPS静态培训-PPT课件

一、GPS基础部分
4. GPS的信号组成
GPS 卫星发射两种频率的载波信号即频率为1575.42MHz 的L1 载波 和频率为1227.60HMz 的L2 载波。它们的频率分别是基本频率10.23MHz 的154 倍和120 倍。它们的波长分别为19.03cm 和24.42cm。在L1 和L2 上又分别调制着多种信号，这些信号主要有： 1、C/A 码 C/A 码又被称为粗捕获码，它被调制在L1 载波上。 2、P 码（Y 码） P 码又被称为精码。它被调制在L1 和L2 载波上。 3、导航信息（或称D 码） 导航信息被调制在L1 载波上，其信号频率为50Hz， 包含有GPS 卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一 些系统参数。
对流层延迟

多路径效应

一、GPS基础部分
5. GPS的误差来源—与接收机硬件有关的
接收机钟差 天线相位中心的偏差与变化 天线的几何中心、平均相位中心 天线相位中心的偏差 天线相位中心的变化 应对方法 天线定向（相对定位） 模型改正 接收机通道间的延迟误差
一、GPS基础部分
一、GPS基础部分
5. GPS的误差来源--与卫星有关的
卫星星历（轨道）误差 广播星历（预报星历）与精密星历（后处理星历） 应对方法 精密定轨 轨道松驰 相对定位 卫星钟差 应对方法 钟差多项式 - △t=a0+a1(t-t0)+a2(t-t0)2 参数 物理同步误差与数学同步误差 相对论效应 狭义相对论效应 – 与钟的运动速度有关，使星钟变慢 广义相对论效应 – 与钟所处位置的重力位有关，使星钟变快 应对方法 – 事先调整钟速，根据卫星轨道进行修正
一、GPS基础部分
1. GPS的由来及特点
GPS定位技术有以下特点：
• • • • 定位精度高 观测时间短 测站间无须通视 可提供三维坐标 • • • • 操作简便 全天候作业 功能多、应用广 免费
一、GPS基础部分
2. GPS的系统组成
GPS由空间星座部分、地面监控部分和用户部分三部分组成：
空间星座部分： 由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星。工作卫星分布在6个轨道面 内，每个轨道面上有4颗卫星。卫星轨道面相对地球赤道面的倾角为55º ， 各轨道平面升交点的赤经相差60º ，在相邻轨道上，卫星的升交距角相差 30º 。轨道平均高度约为20200km，卫星运行周期为11h58min。 现在GPS卫星大约有31颗。
一、GPS基础部分
6. GPS的应用
军事 地质 环保 通讯 院校
测绘 电力 气象 海洋 医疗
林业 水利 地震 城建 消防
一、GPS基础部分
5. GPS的误差来源—与传播路径有关的
电离层延迟
电离层 – 自由电子 与信号的频率有关 – 与信号频率的平方成反比（色散效应） 与信号传播途径上的电子密度有关，而电子密度又与高度、时间、季节、地理 位置、太阳活动等有关 电离层对载波和测距码的影响，大小相等，符号相反 应对方法 模型改正 – 单层电离层模型 双频改正 相对定位 对流层 对流层延迟的干分量与湿分量 相对于GPS信号，与Leabharlann Baidu号的频率无关（非色散） 应对方法 相对定位 模型改正 多路径效应 应对方法 – 观测地点的选择、接收设备的性能、长时间观测、数据处理方法
一、GPS基础部分
2. GPS的系统组成
地面监控部分：
GPS的地面监控部分主要由分布在全球的5个地面站所组成，其中包 括卫星监测站、主控站和注入站。
用户部分： 用户设备的主要任务是接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航 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 。
一、GPS基础部分
6. GPS的应用
1、军事用途 GPS本身就是军事竞赛的产物。精码保密，主要提供 给本国和盟国的军事用户使用；粗码提供给本国民用和 全世界使用。 2、民用导航 占据了民用领域的绝大部分，一般精度要求不高，515米，飞机、轮船、车载定位等领域。 3、测绘 要求精度高，早期主要在石油部门使用，现在已在测 绘相关行业中广泛普及，成为一种新的测绘方式。 4、GIS 现在处于起步阶段，随着数字地球、数字中国的进程， 必将成为一个庞大的新兴产业。
一、GPS基础部分
5. GPS的误差来源
误差的分类 偶然误差（观测噪声）--- Noise 一般优于波长/码元长度的1/100。 系统误差 --- Bias 与卫星有关的误差 卫星星历（轨道）误差 卫星钟差 相对论效应 与传播途径有关的误差 电离层延迟误差 对流层延迟误差 多路径效应 与接收设备有关的误差 接收机钟差 天线相位中心偏差和变化 接收机不同通道间的信号延迟误差 其它 软件 – 模型误差，地球潮汐 GPS控制系统
3. GPS的定位原理
由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到 接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可 以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时 钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟 差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得 到观测点的经纬度和高程。
主要内容
一、GPS基础部分 二、静态测量 三、华测GPS的使用 四、静态数据处理
一、GPS基础部分
1. GPS的由来及特点 2. GPS的系统组成 3. GPS的定位原理 4. GPS的信号组成 5. GPS的误差来源 6. GPS的应用
一、GPS基础部分
1. GPS的由来及特点
美国国防部于1973年批准陆海空三军共同研制 新一代卫星导航系统，全称为“授时与测距导航系 统／全球定位系统”(Navigation Timing and Ranging /Global Positioning System)，简称 为“全球定位系统(GPS)”。整个计划耗时20年， 投资300亿美元，是继阿波罗登月、航天飞机之后 的第三大空间工程。