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《最新GPS衛(wèi)星定位原理及其應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)概論ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、GPS衛(wèi)星定位原理及其應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)概論第一章衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)概論本章主要內(nèi)容GPS含義衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史GPS的組成GPS的特點(diǎn)及功能9/9/20212GPS的含義GPS的英文全稱(chēng)是NAVigationSatelliteTimingAndRanging/GlobalPositionSystem（衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)），簡(jiǎn)稱(chēng)GPS有時(shí)也被稱(chēng)作NAVSTARGPS。根據(jù)Wooden1985年所給出的定義：NAVSTAR全球定位系統(tǒng)（GPS）是一個(gè)空基全天侯導(dǎo)航系統(tǒng)，它由美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)，用
2、以滿足軍方在地面或近地空間內(nèi)獲取在一個(gè)通用參照系中的位置、速度和時(shí)間信息的要求。9/9/20213GPS的特性GPS系統(tǒng)的完善受控于美國(guó)國(guó)防部GPS系統(tǒng)可提供精確導(dǎo)航導(dǎo)航精度約為10-20m全球信號(hào)覆蓋24小時(shí)工作服務(wù)GPS系統(tǒng)可應(yīng)用于民用及軍事領(lǐng)域9/9/20217GPS的優(yōu)勢(shì)不受氣候條件的限制無(wú)須通視要求可進(jìn)行高精度大地測(cè)量能實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)作省時(shí)省力經(jīng)濟(jì)效益明顯坐標(biāo)系統(tǒng)通用應(yīng)用領(lǐng)域廣泛具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格9/9/20218GPS的組成控制部分1個(gè)主控站5個(gè)監(jiān)控站空間部分導(dǎo)航衛(wèi)星:導(dǎo)航信息衛(wèi)星時(shí)和衛(wèi)星鐘24顆
3、衛(wèi)星20200Km用戶(hù)設(shè)備部分接受衛(wèi)星信號(hào)`9/9/20219空間部分赤道5524顆衛(wèi)星分布在互為55度交角的6個(gè)軌道平面上，每個(gè)軌道面上布有4顆衛(wèi)星衛(wèi)星高約20200Km12小時(shí)繞軌道一周可見(jiàn)時(shí)間為4-5小時(shí)設(shè)計(jì)壽命為7.5年衛(wèi)星種類(lèi)區(qū)分Block1(一代),Block2,2A(二代),Block2R，2F(三代)9/9/202110GPS衛(wèi)星24顆衛(wèi)星(21+3)6個(gè)軌道平面55o軌道傾角20200km軌道高度(地面高度)12小時(shí)(恒星時(shí))軌道周期5個(gè)多小時(shí)出現(xiàn)在地平線以上(每顆星)目前在軌實(shí)際運(yùn)行的
4、衛(wèi)星個(gè)數(shù)已經(jīng)超過(guò)32顆9/9/202111衛(wèi)星編號(hào)（1）順序編號(hào)：按照GPS試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間的先后次序?qū)πl(wèi)星進(jìn)行編號(hào)。（2）PRN編號(hào)：根據(jù)GPS衛(wèi)星所采用的偽隨機(jī)噪聲碼（PRN碼）對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行編號(hào)。在導(dǎo)航定位中，均采用PRN編號(hào)，這一規(guī)則一直沿用至今。（3）IRON編號(hào)：IRON為InterRangeOperationNumber的縮寫(xiě)，意思是內(nèi)部距離操作碼。IRON編號(hào)是美國(guó)加拿大組成的北美空軍指揮部給定的一種隨機(jī)號(hào)，以此識(shí)別所選擇的目標(biāo)。（4）NASA編號(hào)：這是美國(guó)航天局在其文件中給GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的編
5、號(hào)。（5）國(guó)際識(shí)別號(hào)：它的第一部分表示該衛(wèi)星的發(fā)射年代，第二部分表示該年發(fā)射衛(wèi)星的序列號(hào)，字母A表示發(fā)射的有效負(fù)荷。9/9/202112GPS衛(wèi)星結(jié)構(gòu)GPS衛(wèi)星結(jié)構(gòu)雙葉對(duì)日定向太陽(yáng)能電池帆板，全長(zhǎng)5.33m，接受日光面積7.2m2。采用鋁蜂巢結(jié)構(gòu)，主體呈柱形，直徑為1.5m多波束定向天線，這是一種由12個(gè)單元構(gòu)成的條形波束螺旋天線陣，能發(fā)射L1和L2波段的信號(hào)，其波束方向圖能覆蓋約半個(gè)地球。在星體兩端面上裝有全向遙測(cè)遙控天線，用于與地面監(jiān)控網(wǎng)通信。9/9/202113GPS衛(wèi)星的核心部件微處理器導(dǎo)航電文存
6、儲(chǔ)器高穩(wěn)定度的原子頻標(biāo)偽噪聲碼發(fā)生器S波段接收機(jī)L波段雙頻發(fā)射機(jī)9/9/202114GPS衛(wèi)星的作用1.接收和存儲(chǔ)由地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息。2.接收并執(zhí)行監(jiān)控站的控制指令。3.衛(wèi)星上設(shè)有微處理機(jī)，進(jìn)行部分必要的數(shù)據(jù)處理工作。4.通過(guò)星載的高精度銫鐘和銣鐘提供精密的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。5.向用戶(hù)發(fā)送定位信息。6.在地面監(jiān)控站的指令下，通過(guò)推進(jìn)器調(diào)整衛(wèi)星的姿態(tài)和啟用備用衛(wèi)星。9/9/202115控制部分主控站負(fù)責(zé)收集由監(jiān)控站傳來(lái)的衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)并計(jì)算衛(wèi)星星歷和時(shí)間參數(shù)5個(gè)監(jiān)控站負(fù)責(zé)對(duì)衛(wèi)星偽距數(shù)據(jù)的觀測(cè)，這一衛(wèi)星跟蹤監(jiān)測(cè)
7、網(wǎng)用于確定衛(wèi)星廣播星歷及衛(wèi)星鐘模式地面控制站負(fù)責(zé)向衛(wèi)星注入信號(hào)9/9/2021165個(gè)地面控制站55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradosprings一個(gè)主控站：科羅拉多?斯必靈司三個(gè)注入站：阿松森(Ascencion)迭哥?伽西亞(DiegoGarcia)卡瓦加蘭(kwajalein)五個(gè)監(jiān)測(cè)站=1個(gè)主控站+3個(gè)注入站+夏威夷(Hawaii)9/9/202117地面監(jiān)控系統(tǒng)工作流程主控站注入站監(jiān)測(cè)站ＧＰＳ用戶(hù)Ｓ波段原始數(shù)據(jù)星歷、時(shí)鐘數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)L1L
8、2波段9/9/202118GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)流程圖GPS衛(wèi)星GPS衛(wèi)星接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器銫鐘氣象傳感器監(jiān)測(cè)站觀測(cè)星歷與時(shí)鐘主控站計(jì)算誤差編算注入導(dǎo)航電文調(diào)制解調(diào)器高功率放大器指令發(fā)生器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部設(shè)備注入站數(shù)據(jù)處理機(jī)數(shù)據(jù)處理機(jī)L1L2S波段GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)的流程圖9/9/202119地面監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)1.數(shù)據(jù)采集。2.編輯導(dǎo)航電文。3.診斷功能。4.調(diào)整衛(wèi)星。主控站：監(jiān)測(cè)站：為主控站提供衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)。注入站：將主控站
