哈工大测量学授课课件第12章全球定位VIP

哈工大测量学授课课件第12章全球定位CATALOGUE目录全球定位系统概述GPS定位技术全球定位系统的应用全球定位系统的未来发展CHAPTER全球定位系统概述01全球定位系统（GPS）是一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，在全球任何地方和任何天气条件下，提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。全球定位系统的定义由24颗卫星组成，其中21颗为工作卫星，3颗为备用卫星。空间部分地面控制部分用户部分由一个主控站、一个数据注入站和五个监测站组成。由GPS接收机和数据处理软件组成。030201全球定位系统的组成GPS卫星不断发射无线电信号，包含卫星的位置、时间等信息。卫星发射信号地面接收机接收到信号后，通过测量信号的传播时间，可以计算出接收机和卫星之间的距离。接收机接收信号通过接收多颗卫星的信号，解算出接收机的三维位置、三维速度和时间等信息。解算位置全球定位系统的工作原理CHAPTERGPS定位技术02卫星轨道与位置01GPS通过地球轨道上的24颗卫星进行定位，每颗卫星都携带了精确的原子钟，以提供时间基准。信号接收与处理02地面用户通过接收来自至少4颗卫星的信号，利用电磁波传播速度和时间的关系，计算出接收机至卫星的距离，再结合卫星轨道信息，确定接收机的三维位置和时间。坐标系转换03计算出的位置信息通常是在WGS-84坐标系下，需要转换成用户所需的地理坐标系（如经纬度）。GPS定位的基本原理大气误差多路径效应卫星时钟误差卫星轨道误差GPS定位的误差来源01020304信号在传输过程中受到电离层和对流层的影响，导致传播时间误差。信号在反射、折射等情况下传播路径发生变化，导致定位误差。卫星上携带的原子钟存在误差，影响信号发射时间。卫星轨道参数的不精确导致定位误差。

GPS定位的精度和可靠性精度单点定位精度一般在10米左右，差分定位精度可提高到厘米级。可靠性在无遮挡环境下，GPS定位通常具有较高的可靠性。实时性随着技术的发展，GPS定位的实时性得到了显著提高。CHAPTER全球定位系统的应用03全球定位系统（GPS）为驾驶员提供准确的路线导航，避免迷路和延误。车辆导航公共交通系统利用GPS数据优化车辆调度，提高运输效率和准点率。公共交通调度在紧急情况下，GPS可以帮助救援队伍快速定位事发地点，提高响应速度。紧急救援导航与交通地理信息系统（GIS）通过GPS与GIS的结合，可以实时获取地理位置信息，为资源管理、环境保护等领域提供决策依据。精准农业在农业领域，GPS可以帮助农民精确施肥、灌溉和播种，提高产量和减少资源浪费。地形测绘GPS可以精确测量地形、地貌，为地质调查、土地规划和城市设计提供数据支持。测量与地理信息环境监测通过GPS的遥感技术，可以监测森林覆盖、土地利用变化、污染物扩散等情况，为环境保护提供科学依据。气象观测GPS可以用于观测大气中的水汽、风速、温度等气象参数，为天气预报和气候变化研究提供数据。野生动物跟踪GPS还可以用于野生动物研究，跟踪动物迁徙轨迹，了解生态系统的动态变化。气象与环境监测CHAPTER全球定位系统的未来发展04123GPS现代化计划旨在提高全球定位系统的性能、可靠性和安全性，使其更好地服务于各种应用领域。现代化计划概述包括卫星硬件升级、信号结构改进、地面控制系统升级等，以提高定位精度、抗干扰能力和服务范围。现代化更新的内容现代化计划将为用户提供更快速、更准确的定位服务，同时增加一些新功能，如实时动态差分校正和更高频率的信号。对用户的影响GPS现代化计划03应用领域增强型定位系统广泛应用于智能交通、无人机、机器人等领域，以提高导航精度和安全性。01增强型定位系统概述增强型定位系统是指通过集成多种传感器和数据源来提高定位精度和可靠性的技术。02主要技术手段包括集成惯性导航、轮速传感器、图像识别等技术，以及利用通信网络和基础设施辅助定位。增强型定位系统全球定位系统与其他导航系统（如GLONASS、Galileo、BDS等）融合可以提供更全面、更可靠的导航服务。融合的必要性通过多系统接收机硬件和软件算法实现多系统融合，可以充分利用各系统的优势，提高定位精度和服