第八讲 卫星导航定位系统组成

1、主讲：周建郑主讲：周建郑2本次课主要内容本次课主要内容3111(,)X YZ(, ,)X Y Z已知量：已知量：GPSGPS定位实质定位实质卫星位置观测量：观测量：计算方法：计算方法：卫星至接收机之间距离空间距离后方交会接收机三维位置待求量：待求量：c已知量如何获取？已知量如何获取？待求量：待求量：4卫星星历卫星星历一组轨道参数值轨道参数值卫星播发的对应某一时刻某一时刻(, ,)X Y Z星历如何计算出来的哪？星历如何计算出来的哪？5GPS系统工作流程监测站监测站主控站主控站注入站注入站空间部分空间部分用户部分用户部分地面监控部分地面监控部分4月5日4月6日6GPSGPS系统由三部分组成系统由

2、三部分组成地面监控部分地面监控部分空间卫星部分空间卫星部分用户接收部分用户接收部分7本次课主要内容本次课主要内容85555夏威夷夏威夷阿森松阿森松迭哥迭哥伽西亚伽西亚卡瓦加兰卡瓦加兰科罗拉多科罗拉多斯平士斯平士主控站：主控站：一个注入站：注入站：三个监测站：监测站：五个联合空间运行中心美国空军基地+美国国家图像制图局 92.1 2.1 监测站监测站前提条件：前提条件：已知点位的精确WGS-84WGS-84坐标坐标组成组成双频GPS接收机环境数据传感器原子钟电子计算机伪距伪距气象数据气象数据时间时间数据存储数据存储主控站主控站数据传输数据传输102.2 2.2 主控站主控站收集数据：收集数据：各

3、监测站的伪距、卫星时钟和工作状态数据、气象数据、监测站自身状态数据。数数据据处处理理卫星位置卫星位置卫星星历卫星状态时钟改正大气传播改正注入站注入站导航电文导航电文监测与协调监测与协调调度卫星调度卫星组成：组成：大型计算机大型计算机科罗拉多科罗拉多 施里弗空军基地施里弗空军基地112.3 2.3 注入站注入站接收数据接收数据导航电文注入数据注入数据报告自身工作状态报告自身工作状态计算机计算机C C波段发射机波段发射机3.66m3.66m抛物面天线抛物面天线数据上传频率：数据上传频率：每天3次卫星型号卫星型号持续天数持续天数BlockI BlockI 3 34 4BlockII BlockII

4、1414BlockIIABlockIIA180180BlockIIRBlockIIR18018012本次课主要内容本次课主要内容131212小时小时( (恒星时恒星时) )轨道周期轨道周期高度角大于15卫星高度角大于10卫星4 48 8颗颗1010颗颗20200km20200km轨道高度轨道高度( (地面高度地面高度) )6 6个轨道平面个轨道平面超过超过2424颗卫星颗卫星5555轨道倾角轨道倾角14类型：类型：BlockI ，BlockII，BlockIIA，BlockIIR和BlockIIFBlock IIRBlockIBlock IIABlock IIFBlock IIRBlock I

5、IA153.33.3 卫星作用卫星作用接收数据接收数据执行命令执行命令发播信号发播信号组成组成太阳能电池板、太阳能电池板、镍镍- -镉蓄电池镉蓄电池 原子钟原子钟 导航电文其它信息修正轨道、启用时钟16小型原子钟小型原子钟钟 型时钟频率/Hz每日稳定度钟差1s所需时间/a铷铷 钟钟6 834 682 61310-123万铯 钟9 192 631 77010-1330万氢 钟1 420 405 75110-153000万石英钟石英钟5 000 00010-93030卫星时钟稳定性为什么要改正卫星钟差？为什么要改正卫星钟差？17本次课主要内容本次课主要内容18信号通道微处理器输入输出存储器电源19按用途按用途按携带形式按携带形式 按工作原理按工作原理 按载波频率按载波频率 GPSGPS信号接收机分类信号接收机分类 导航型、测地型和授时型导航型、测地型和授时型 码接收机和无码接收机码接收机和无码接收机 单频接收机和双频接收机单频接收机和双频接收机 袖珍式、背负式、车载式、袖珍式、背负式、车载式、舰用式、空（飞机）载式、舰用式、空（飞机）载式、弹载式和星载式弹载式和星载式 20Trimble 5700华测X9021车载导航22本次课主要内容本次课主要内容23主控站主控站注入站注入站监