华测GPS 静态培训.pptx

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
主要内容
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
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。
一、GPS基础部分
1. GPS的由来及特点
一、GPS基础部分
1. GPS的由来及特点
GPS定位技术有以下特点:
操作简便
全天候作业
功能多、应用广
免费
定位精度高
观测时间短
测站间无须通视
可提供三维坐标
2. GPS的系统组成
一、GPS基础部分
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。
2. GPS的系统组成
一、GPS基础部分
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。
3. GPS的定位原理
一、GPS基础部分
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。
4. GPS的信号组成
一、GPS基础部分
GPS 的L1 的L2 载波。 的154 倍和120 倍。 。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。
5. GPS的误差来源
一、GPS基础部分
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
5. GPS的误差来源--与卫星有关的
一、GPS基础部分
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