gps原理及应用考试复习资料

《gps原理及应用考试复习资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、卫星定位技术的发展历史：子午卫星系统—GPS—GLONASS—GALILEO—北斗GPS组成及作用：GPS卫星星座、地面控制与监控站、用户设备。卫星星座：①接收和存储由地面监控站发来的导航信息，接收并执行监控站的控制指令。②借助于卫星上设有的微处理机进行必要的数据处理工作。③通过星载的高精度铯原子钟和铷原子钟提供精密的时间标准。④向用户发送定位信息。⑤在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星的姿态和启用备用卫星。地面监控部分：①监视卫星的运行。②确定GPS时间系统。③跟踪并预报卫星星历和卫星种状态。④向每颗卫星的数

2、据存储器注入卫星导航数据。用户设备是用户得以实现GPS定位目的的工具。GPS特点：测站间无需通视；定位精度高；观测时间短；提供三维坐标；仪器轻便、自动化程度高；全天候作业。GPS用途：可进行海陆空的导航，导弹制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间传递和速度测量。坐标系分为天球坐标系（天球空间直角坐标和天球球面坐标系）和地球坐标系（地球空间直角坐标系和大地坐标系）。天球是指以地球质心为中心、以无穷大为半径的一个假想球体。天球坐标系是一种惯性坐标系，其坐标原点及各坐标轴指向在空间保持不变，用于描述卫星运行位置和状态。

3、地球绕绕太阳公转的轨道面与天球相交的平面称为黄道面，相交的大圆称为黄道。黄道和天球赤道有两个交点，其中太阳的视位置由南向北通过赤道的交点称为春分点。地球坐标系是与地球相关联的坐标系，用于描述地面点的位置。与GPS定位有关的主要有恒星时、原子时和力学时。GPS时间系统(GPST)属原子时系统，其秒长与原子时相同，但与国际原子时具有不同的原点。作用于卫星上的各种力，按其影响的大小分为中心力、摄动力（非中心力）。中心力：假定地球为匀质球体的地球引力。非中心力包括地球非球形对称的作用力、日月引力、大气阻力、光辐射压力以及地

4、球潮汐力。摄动力的作用使卫星的运行偏离理想轨道。在摄动力的作用下，卫星的运动称为受摄运动。只考虑地球质心引力作用的卫星运动称为卫星的无摄运动。GPS信号是GPS卫星向广大用户发送的用于导航定位的已调波，其载波处于L（22cm）频段，其调制波是卫星电文和伪随机噪声码的组合码。GPS信号包括两种载波L1、L2和两种调制波P(t)D(t)、G(t)D(t),后者表示GPS卫星向用户发送的C/A易捕获码、P精码和D导航数据码。导航电文是包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和

5、由C/A码捕获P码等导航信息的数据码(或D码)，是利用GPS进行定位的数据基础。导航电文的内容：遥测码、转换码、第一数据块、第二数据块、第三数据块。GPS卫星的识别：接收机捕获到GPS卫星后利用第三数据块提供的其他卫星的概略星历、时钟改正、码分地址和卫星工作状态等数据，依据已知的码分地址较快地捕获所选择的待测卫星。绝对定位（静态定位）：指接收机安置在固定不动的待定点上观测数分钟或更长时间，以确定该点的三维坐标。相对定位：将两台或更多台接收机置于不同点上，通过一段时间的观测确定点间的绝对或相对位置关系。动态定位：是指

6、至少有1台接收机处于运动状态，确定各观测时刻运动中的接收机的绝对或相对位置关系。伪距测量：测量GPS卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间。载波相位测量：测量GPS载波信号从GPS卫星发射天线到GPS接收机接收天线在传播路程上的相位变化从而确定传播距离的方法。差别：采用伪距观测量定位速度相对较快，而采用载波相位观测量定位精度相对较高。GPS定位为什么必须接收多于四颗以上卫星：卫星钟差包含在导航电文中，为已知值，而接收机钟差未知，在定位计算中作为未知参数与点的位置一同解算。GPS绝对定位是以地球质心为参考点，确

7、定接收机天线在WGS-84坐标系中的绝对位置。GPS绝对定位的原理：以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机天线所对应的位置。根据用户接收机天线所处的状态不同分为动态绝对定位和静态绝对定位。动态绝对定位：将用户接收设备安置在运动的载体上确定载体瞬时绝对位置的定位方法。其特点是测定一个动点的实时位置，多余观测量少，定位精度较低。静态绝对定位：当接收机天线处于静止状态确定观测站绝对坐标的方法。静态相对定位：用两台接收机分别安置在基线的两个端点，其位置静止不动，同步观测相

8、同的四颗以上GPS卫星，确定基线两个端点在协议地球坐标系中的相对位置。静态相对定位采用载波相位观测量为基本观测量。优点是定位精度高，缺点是定位观测时间过长。单差是指不同观测站同步观测相同卫星所得观测量之差。其优点：消除了卫星钟误差的影响；大大消弱了卫星星历误差的影响；大大消弱了对流层折射和电离层折射的影响，在短距离内几乎完全消除其影响。双差是不同观测站同步观