GPS原理及现代化.ppt

全球定位系统概述
上海欧亚测量系统设备有限公司
工程技术服务研发部
一、全球定位系统及现代化
二、GPS系统及信号
三、GPS测量原理
四、GPS测量定位误差
五、GPS测量中常见的几种坐标系统
一、全球卫星定位系统及GPS现代化
GPS(Global Position System)的基本概念
全球定位系统(GPS)是一个空
基全天侯导航系统,它由美国国防
部开发,用以满足军方在地面或近
地空间内获取在一个通用参照系中
的位置、速度和时间信息的要求。
GPS的英文全称是Navigation Satellite Timing And Ranging /Global Position System(导航星测时与测距全球定位系统),简称GPS有时也被称NAVSTAR GPS。
GPS是美国继阿波罗登月计划和航天飞机之后的第三大空间工程。
GPS的发展简史:子午卫星系统(一)
1957年10月4日第一颗人造卫星 Sputnik I 发射成;
1958年12月开始设计 NNSS(Navy Navigation Satellite System) – TRANSIT,即子午卫星系统;
1964年1月该系统正式运行;
1967年7月系统解密以供民用;
1)6颗卫星,太少
2)地面监控站不能实时的提供卫星星历,所以不能实时定位。
2).轨道高度10100公里,太低,因为地球引力、摄动影响,卫星难以精密定轨。
3).频率低,难以补偿电离层折射的影响。
4).定位精度低。
GPS发展简史:方案论证和初步设计阶段(二)
1973年12月,美国国防部批准它的陆海空三军联合研制一种新的军用卫星全球导航系统:GPS;
1978年2月22日,第1颗GPS试验卫星发射功;
从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星,研制了地面接收机及建立地面跟踪网,从硬件和软件上进行了试验。试验结果令人满意。
从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星。这一阶段称之为Block I。与此同时,研制了各种用途的接收机,主要是导航型接收机,同时测地型接收机也相继问世。试验表明,GPS的定位精度远远超过设计标准。利用粗码的定位精度几乎提高了一个数量级,达到14m。由此证明,GPS计划是成功的。
GPS的发展简史:全面研制和试验阶段(三)
GPS的发展简史:实用组网阶段(四)
1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,宣告了GPS系统进入工程建设阶段。
1991年,在海湾战争中,GPS首次大规模用于实战。
1995年7月17日,GPS达到FOC –完全运行能力(Full Operational Capability)。
1999年1月25日,美国副总统戈尔宣布,将斥资40亿美圆,进行GPS现代化。
1999年8月21/22日子夜,GPS发生GPS周结束翻转问题。
2000年1月1日,Y2K问题。
2000年5月1日,美国总统克林顿宣布,GPS停止实施SA。
GPS的发展简史: GPS现代化(五)
在L2频道上增加第二民用码,即CA码。这样用户就可以有更好的多余观测,以提高定位精度,并有利于电离层的改正。
增加L5民用频率,这有利于提高民用实时定位的精度和导航的安全性
GLONASS卫星导航定位系统
GLONASS(俄) - Global Navigation Satellite System
卫星:21+3
轨道高度:19100km
信号频率:1602~1616MHz、1246~1256MHz
远行周期:11h15min