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GPS相关知识
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概论
1 历史和背景
2 系统的组成
3 GPS卫星
4 地面控制站
5 用户设备
6 GPS定位原理
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1 历史和背景
GPS是美国军方研制的第二代卫星导航系统
(1)全球通用
(2)24小时可以定位,测速和授时
(3)用户设备成本低廉
(4)确保美国军事安全,服务于全球战略
(5)导航精度可达10—20m
(6)取代现存各种导航系统
这种设备可以用来武装战车,舰船和飞机,提高其作战能力,并可广泛用于地面部队。其作用在海湾战争中已得到相当充分的显示。
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技术背景(信号组成):
C/A 码 L1
P码和Y码 L2
防电子欺骗技术(AS)
选择性服务政策(SA)*
SA技术已经于2000年5月取消
1 历史和背景
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2 GPS 系统的组成
全球定位系统(GPS)由三个主要部分组成
空间部分:
提供星历和时间信息
发射伪距和载表信号
提供其它辅助信息
地面控制部分:
中心控制系统
实现时间同步
跟踪卫星进行定轨
用户部分:
接收并测卫星信号
记录处理数据
提供导航定位信息
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24颗卫星(21+3)
6个轨道平面
55º轨道倾角
2万km轨道高度(地面高度)
12小时(恒星时)轨道周期
5个多小时出现在地平线以上(每颗星)
3 GPS卫星
现在在轨道实际运行的卫星个数超过32个
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4 地面控制站
一个主控站: 科罗拉多•斯必灵司
三个注入站: 阿松森(Ascencion)
迭哥•伽西亚(Diego Garcia)
卡瓦加兰(kwajalein)
五个监测站=1个主控站+3个注入站+夏威夷(Hawaii)
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Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
Colorado springs
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5 用户设备
通用接收机(定位型):
导航型接收机一般情况下无数据输出的记录存储设备(手持机)
天线
前置放大器
电源部分
射电部分
微处理器
数据存器
显示控制器
供电
信号
信息
命令
数据
供电,控制
供电
数据
控制
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6 GPS 定位原理
卫星信号结构
基准频率

L1
1575 . 42
MHZ
C/A码

P•码
10 . 23MHZ
L2

MHZ
P•码

10
154
120
50比特/S
卫星信息电文(D码)
每颗卫星都发射一系列无线电信号(基准频率ƒ)
两种载波(L1和L2)
两种码信号(C/A码和P码)
一组导航电文(信息码,D码)
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GPS定位的各种常用的观测量
6 GPS 定位原理
L1载波相位观测值
L2载波相位观测值
调制在L1上的C/A-code伪距
调制在L2上的P-code伪距
Dopple观测值