第四讲GNSS卫星导航定位系统解析课件

GNSS测量定位技术理论知识第四讲GNSS卫星导航定位系统主讲：郭玉珍1

GNSS的全称

GNSS是GlobalNavigationSatelliteSystem的缩写，译为全球卫星导航系统和全球导航卫星系统。泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。2GNSS能为我们提供什么高精度、全天时、全天候的定位、导航和授时服务3GNSS包括的定位系统有哪些GPS卫星全球定位系统GLONASS全球导航卫星系统北斗卫星导航系统、Galileo卫星导航定位系统QZSS准天顶卫星系统IRNSS印度区域导航卫星系统WAAS广域增强系统EGNOS欧洲静地卫星导航重叠系统DORIS星载多普勒无线电定轨定位系统PRARE精确距离及其变率测量系统GAGANGPS静地卫星增强系统4GNSS是由谁开发的系统开发国家或部门研发时间覆盖区域GPS美国国防部1973年开始方案论证（1974~1978年）系统论证（1979~1987年）生产试验（1988~1993年）全球GLONASS前苏联研发，1996年由俄罗斯接替1982年开始全球5GNSS是由谁开发的系统开发国家或部门研发时间覆盖区域Galileo欧盟1978年方案认证和初步设计阶段定义阶段开发阶段部署阶段商业运行阶段全球COMPASS中国1985年提出，1994年1月立项研制建设试验阶段2012年覆盖亚太地区2020年建成全球卫星导航系统北斗一号：区域北斗二号：全球6GNSS是由谁开发的系统开发国家或部门研发时间覆盖区域QZSS日本概念研究阶段（2003年）系统定义和设计阶段（2004～2005年）开发阶段（2006年以后）东亚和大洋洲地区IRSS印度2006年开始印度境内和周边EGNOS欧盟委员会、欧洲航天局、以及欧洲航空安全组织面向欧盟27国免费提供服务MSAS日本气象局和日本交通部1996年开始实施系统覆盖范围为日本所有飞行服务区，也可为亚太地区的机动用户播发气象数据信息7系统部分组件作用GPS地面监控部分2个主控站、5个监测站和4个注入站测定卫星轨道、计算卫星钟改正值空间卫星部分21＋3颗卫星分布在6个轨道面上，运行周期11小时58分，卫星高度为20200km提供卫星星历、高精度原子钟、L1，L2载波、伪随机码用户部分GPS接收机接收卫星发射的导航信号，测定接收机所在三维位置及时间GPS系统组成8GNSS信号表卫星导航定位系统载波信号测距码导航电文载波频率(MHz)波长(cm)GalileoE11575.42019.0测距码导航电文E61278.75023.4E51191.79525.2E5a1176.45025.5E5b1207.14024.8COMPASSB11561.098B1频点I支路测距码码速率为2.046Mcps，码长为2046chips任务1-1职业岗位分析9GNSS坐标系统表卫星导航系统GPSGLONASS坐标系统名WGS-84PZ-90长半轴（m）63781376378136短半轴6356752.3142地球引力常数（m3/s2）3986005×1083986004.4×108地球自转角速度（rad/s）7292115×10-117292115×10-11扁率1/298.2572235631/289.257839303任务1-1职业岗位分析10GNSS时间系统表卫星导航系统时间系统名称说明GPSGPS时GPS时的起始历元为1980年1月6日0h（UTC），此时TAI（国际原子时）–UTC（协调世界时）=19s。GPS时不作闰秒调整，在任何时候都在整数秒上与TAI相差19s，即TAI–GPSTime≈19s，它与UTC的差为GPSTime–UTC≈DTAI–19s。任务1-1职业岗位分析11GNSS时间系统表卫星导航系统时间系统名称说明GLONASSGLONASS时GLONASS系统通过一组氢原子钟构成的GLONASS中央同步器来维持时间系统。GLONASS时间系统与UTC时间联系紧密，但有一个3小时的常数偏移，即莫斯科时间和格林尼治时差。任务1-1职业岗位分析12卫星导航系统时间系统名称说明Galileo伽利略系统时间伽利略系统时间（GST）是一个连续的原子时系统，它与国际原子时（TAI）有一个标称常数偏差（也即整数秒）。与协调世界时（UTC）相比，由于跳秒的插入，模除1s后小数秒是可变的。GNSS时间系统表任务1-1职业岗位分析13卫星导航系统时间系统名称说明COMPASS北斗时（BDT）是一个连续的时间系统，秒长取国际单位制SI秒，起始历元为2006年1月1日0时0分0秒协调世界时（UTC）。BDT与UTC的偏差保持在100纳秒以内（模1秒）。GNSS时间系统表任务1-1职业岗位分析14项目小结GNSS系统全球卫星定位系统

GPS卫星定位系统

GLONASS卫星定