《GPS衛(wèi)星定位原理及其在測(cè)繪中的應(yīng)用》復(fù)習(xí)材料.docx

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1、《GPS衛(wèi)星定位原理及其在測(cè)繪中的應(yīng)用》復(fù)習(xí)材料1、GPS概念：全球定位系統(tǒng)。2、GPS應(yīng)用于導(dǎo)航定位的特點(diǎn)：①全球地面（范圍內(nèi)）連續(xù)覆蓋；②功能多，精度高；③實(shí)時(shí)定位速度快；④抗干擾性能好，保密性強(qiáng)；⑤靜態(tài)定位觀(guān)測(cè)效率高；⑥應(yīng)用廣泛。3、GPS應(yīng)用于測(cè)量的特點(diǎn)：①觀(guān)測(cè)站之間無(wú)需通視，但其上空150°仰角范圍內(nèi)不能有障礙物（通視和網(wǎng)形）；②定位精度高；③提供三維坐標(biāo)（平面和高程精度不一樣）；④觀(guān)測(cè)時(shí)間短，效率高；⑤操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高；⑥成本低，經(jīng)濟(jì)效益高；⑦全天候作業(yè)。4、WGS—84坐標(biāo)系的定義：坐標(biāo)系的原點(diǎn)是地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極

2、（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸和Z、X構(gòu)成右手坐標(biāo)系。5、地面監(jiān)控部分工作流程6、主控站、監(jiān)控站和注入站的作用㈠主控站（1個(gè)，還有1個(gè)備用主控站）功能：（1）采集數(shù)據(jù)；（2）編輯導(dǎo)航電文：注入電文和星歷，傳送到注入站；（3）診斷功能：整個(gè)地面支撐系統(tǒng)和衛(wèi)星的健康狀況；（4）調(diào)整衛(wèi)星：預(yù)定軌道、衛(wèi)星調(diào)度和用備份衛(wèi)星取代失效的工作衛(wèi)星。㈡監(jiān)測(cè)站（5個(gè)）作用：接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，采集環(huán)境數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)并傳送給主控站。㈢注入站（3個(gè)）作用：將導(dǎo)航電文注入GPS衛(wèi)星,并監(jiān)測(cè)其準(zhǔn)確性。7、GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文主要內(nèi)容：包含該衛(wèi)星的星歷，衛(wèi)星工作

3、狀況，系統(tǒng)時(shí)間，時(shí)鐘改正，軌道攝動(dòng)改正，電離層時(shí)延改正即電離層折射參數(shù)，大氣折射改正，由C/A碼捕獲P碼的信息，衛(wèi)星的概略星歷等導(dǎo)航信息。8、世界時(shí)（UT）、協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）和GPS時(shí)（GPST）之間的關(guān)系：GPS時(shí)間系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)GPS時(shí)，是以原子頻率標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，由主控站按照美國(guó)海軍天文臺(tái)的協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）進(jìn)行調(diào)整的，在1980年1月6日零時(shí)，是兩個(gè)時(shí)系對(duì)齊，GPS時(shí)與UTC相似，都屬于原子時(shí)，所不同的是協(xié)調(diào)世界時(shí)在年末（必要時(shí)在6月30日）可能通過(guò)跳秒來(lái)保持與世界時(shí)接近，而為保持導(dǎo)航的連續(xù)性，GPS時(shí)不能跳秒，若有必要，可由主控站對(duì)衛(wèi)星鐘的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)衛(wèi)

4、星鐘的速度進(jìn)行調(diào)整，是GPS時(shí)與世界時(shí)保持一致。9、GPS衛(wèi)星編號(hào)方式：①順序編號(hào)：按照GPS衛(wèi)星的發(fā)射時(shí)間先后次序給衛(wèi)星編號(hào)。②PRN編號(hào)：根據(jù)GPS衛(wèi)星所采用的偽隨機(jī)噪聲碼（PRN碼）之不同而編號(hào)。③IRON編號(hào)：內(nèi)部距離操作碼，有美、加兩國(guó)組成之北美空軍指揮部給定的一種隨機(jī)號(hào)，以此識(shí)別他們所選擇的目標(biāo)。④NASA編號(hào)：美航空航天局在其序列文件中給GPS衛(wèi)星的編號(hào)。⑤國(guó)際識(shí)別號(hào)：第一部分表示該顆衛(wèi)星的發(fā)射年代，第二部分表示該年中發(fā)射衛(wèi)星的序列號(hào)，字幕A表示發(fā)射的有效負(fù)荷。10、定位星座：為了確定地面點(diǎn)三維坐標(biāo)，至少需要四顆衛(wèi)星，這四顆衛(wèi)星叫做定位星7※※※※※資料僅

5、供參考，復(fù)習(xí)以書(shū)為主，資料若有問(wèn)題，煩請(qǐng)指出糾正※※※※※《GPS衛(wèi)星定位原理及其在測(cè)繪中的應(yīng)用》復(fù)習(xí)材料座。間隙段：當(dāng)用到四至八顆衛(wèi)星時(shí)，測(cè)得的結(jié)果精度不夠。1、開(kāi)普勒六參數(shù)及軌道攝動(dòng)九參數(shù)⑴開(kāi)普勒六參數(shù)：①衛(wèi)星軌道長(zhǎng)半軸的平方根a；②衛(wèi)星軌道扁心率e；③參考時(shí)刻toe的軌道傾角i0；④參考時(shí)刻toe的升交點(diǎn)的準(zhǔn)精度Ω0；⑤近地點(diǎn)角距ω；⑥參考時(shí)刻toe的平近點(diǎn)角M0。⑵軌道攝動(dòng)九參數(shù)：①衛(wèi)星平均運(yùn)動(dòng)角速度與計(jì)算值之差Δn，或稱(chēng)Δn為計(jì)算角速度的改正數(shù)；②升交點(diǎn)赤經(jīng)的變化率ΩΩ-dot；③軌道傾角的變化率I（i-dot）；④升交角距的正余弦調(diào)和改正項(xiàng)之振幅Cus，Cu

6、c；⑤軌道傾角的正余弦調(diào)和改正項(xiàng)之振幅Cis，Cic；⑥軌道半軸的正余弦調(diào)和改正項(xiàng)之振幅Crs，Crc。2、GPS定位的基本原理：把衛(wèi)星視為“飛行”的控制點(diǎn)，在已知其瞬時(shí)坐標(biāo)（可根據(jù)衛(wèi)星軌道參數(shù)計(jì)算）的條件，以GPS衛(wèi)星和用戶(hù)接收機(jī)天線(xiàn)之間（或距離差）為觀(guān)測(cè)量，進(jìn)行空間距離后方交會(huì)，從而確定用戶(hù)接收機(jī)天線(xiàn)所處的位置。3、時(shí)延τ的測(cè)定（※個(gè)人覺(jué)得答案答到步驟b就行了?。?※※※※※資料僅供參考，復(fù)習(xí)以書(shū)為主，資料若有問(wèn)題，煩請(qǐng)指出糾正※※※※※《GPS衛(wèi)星定位原理及其在測(cè)繪中的應(yīng)用》復(fù)習(xí)材料a）衛(wèi)星依據(jù)自己的時(shí)鐘發(fā)出某一結(jié)構(gòu)的測(cè)距碼u（t），該測(cè)距碼經(jīng)過(guò)?t時(shí)間傳播后到達(dá)

7、接收機(jī)，接收機(jī)接收到的測(cè)距碼為u（t－?t）；b）接收機(jī)在自己的時(shí)鐘控制下產(chǎn)生一結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼u'(t)，并通過(guò)時(shí)延器使其延遲時(shí)間τ，得到u'(t-τ)；c）兩測(cè)距碼在相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)處理，經(jīng)積分器即可輸出兩信號(hào)間的自相關(guān)系數(shù)：Rt=1TTut-?tu,(t-τ)dt，上式中T為長(zhǎng)度周期（周期內(nèi)的碼元個(gè)數(shù)），在積分式中，直到兩測(cè)距碼的自相關(guān)系數(shù)R(t)=1為止，此時(shí)，復(fù)制碼已和接收到的來(lái)自衛(wèi)星的測(cè)距碼對(duì)齊，復(fù)制碼的延遲時(shí)間τ就等于衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間?t；d）將τ乘上光速c后即可求得衛(wèi)星至接收機(jī)的偽距。7※※※※※資料僅供參考，復(fù)習(xí)以書(shū)