第十章 全球卫星定位系统GPS.ppt

GPS 的组成
第七章全球***系统GPS
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GPS(Global Positioning System)
即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外,利用该系统,用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。GPS 计划始于1973 年,已于1994 年进入完全运行状态。GPS 的整个系由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成:
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GPS 系统的组成
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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空间部分
24颗卫星(21+3)
6个轨道平面
55º轨道倾角
20200km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)
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地面控制部分
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)
55
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
Colorado springs
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用户部分
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
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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GPS 信号
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GPS 卫星信号
卫星信号结构
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)
基准频率

L1
1575 . 42
MHZ
C/A码

P•码
10 . 23MHZ
L2

MHZ
154
120
50比特/S
卫星信息电文(D码)
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定位原理
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接收机对跟踪的每一颗卫星进行测距
地心
Si
Pij
Pj
ri
Rj
Rj = ri +Pij
有关各观测量及已知数据如下:
r—为已知的卫地矢量
P—为观测量(伪距)
R—为未知的测站点位矢量
对卫星进行测距
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