全球定位系统 - GPS简介

1、 授时与测距导航系统/全球定位系统 (Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System-GPS)：是以人造卫星为基础的无线电导航系统，可提供高精度、全天候、实时动态定位、定时及导航服务。 GPS定位系统包括三大部分：（定位系统包括三大部分：（1）地）地面监控部分；（面监控部分；（2）空间卫星部分；（）空间卫星部分；（3）用）用户接收部分。户接收部分。 空间部分空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星（白色）。它们在高度20 200km的近圆形轨道上运行，分布在六个轨道面上，轨道倾角55，两个轨道面之间在经度上相隔6

2、0，每个轨道面上布放四颗卫星。卫星在空间的这种配置，保障了在地球上任意地点，任意时刻，至少同时可见到四颗卫星。 地面监控系统地面监控系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。它向GPS导航卫星提供一系列描述卫星运动及其轨道的参数；监控卫星沿着预定轨道运行；保持各颗卫星处于GPS时间系统及监控卫星上各种设备是否正常工作等。用户设备部分用户设备部分：GPS接收机接收卫星信号，经数据处理得到接收机所在点位的导航和定位信息。通常会显示出用户的位置、速度和时间。注入站注入站空间星座部分： 提供星历和时间信息 发射伪距和载波信号 提供其它辅助信息接收卫星信号 记录处理数据 提供导航定位信息 其它全球卫星定

3、位系统vGLONASS全球导航卫星系统由前苏联和俄罗斯从1982年开始至1996年建成vNAVSAT系统由欧洲空间局联合中国筹建v我国北斗导航定位系统是一个双星系统2. GPS系统定位原理数据，组成3个方程式，就可以解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式以求解，从而得到观测点经纬度和高程。 通过测量卫星信号到达接收机的时间延迟，即可算出用户到卫星的距离。再根据三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星的距离交汇法定位距离交汇法定位首先我们可以得到GPS卫星的位置；其次，我们又能准确测定我们所在

4、地点A至卫星之间的距离，那么A点一定是位于以卫星为中心、所测得距离为半径的圆球上。进一步，我们又测得点A至另一卫星的距离，则A点一定处在前后两个圆球相交的圆环上。我们还可测得与第三个卫星的距离，就可以确定A点只能是在三个圆球相交的两个点上。根据一些地理知识，可以很容易排除其中一个不合理的位置。卫星信号L1-Frequenz (1575.42 MHz) = 19.05 cmC/A-CodeP-Code卫星星历L2-Frequenz (1227.60 MHz) = 24.45 cmP-Code卫星星历常规常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行

5、解算才能获得厘米级的精度，态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real - Time Kinematic)方法，是方法，是GPS应用的重大里程碑，应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。 RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数定位时要求基准站接收机实时地把观测数据据(伪距观测值，相位观测值伪距观测值，相位观测值)及已知数据传输给流