第一章-2014-測(cè)繪工程-use-測(cè)繪2012 [兼容模式]

1、第一章緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用1 徐紹銓?zhuān)瑥埲A海等，GPS測(cè)量原理及應(yīng)用，武漢大學(xué)出版社2 周忠謨等， GPS測(cè)量原理及應(yīng)用，測(cè)繪出版社，19923 劉基余等，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用，測(cè)繪出版社，19934 王廣運(yùn)等，差分GPS定位技術(shù)與應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，19965 魏子卿，葛茂榮，GPS相對(duì)定位的數(shù)學(xué)模型，測(cè)繪出版社，19986 張其善等，智能車(chē)輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用，科學(xué)出版社，20027 李征航等，空間大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)，武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，19982014/12/21的發(fā)展12014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成

2、GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航原理與方法內(nèi)容提要: 本書(shū)是我國(guó)第一本GPS教科書(shū)全球定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用(劉基余 主編，北京測(cè)繪出版社于1993年10月第 一次出版發(fā)行)的發(fā)展和改寫(xiě)。它全面系 統(tǒng)地論述了GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，深 人淺出地闡述了GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位的實(shí) 用理論及其工程應(yīng)用，簡(jiǎn)明扼要地介紹 了GLONASS系統(tǒng)、GALILEO系統(tǒng) EGNOS系統(tǒng)、WARS系統(tǒng)、GDGPS系統(tǒng)、 GPS航天飛機(jī)測(cè)圖系統(tǒng)和地球同步衛(wèi)星 導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用，對(duì)衛(wèi)星激 光測(cè)距在GPS導(dǎo)航定位中的作用與影響 也做了綜述。62014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成G

3、PS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用教材名稱(chēng)全球定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用編 者 劉基余、李征航、王躍虎、桑吉章 編著 出 版 社 測(cè)繪出版社 出版時(shí)間1993年適用人員測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)及部分其它專(zhuān)業(yè)內(nèi)容提要 本書(shū)全面系統(tǒng)地介紹了GPS衛(wèi)星全球 定位系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用，論述了用 GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)進(jìn)行 靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位的原理，介紹了 數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、GPS衛(wèi)星定位 誤差及其削弱方法，以及衛(wèi)星軌道的 側(cè)定。全書(shū)有理論，有實(shí)例，資料新 穎，內(nèi)容豐富，適應(yīng)于研究生、本科生和有關(guān)工程技術(shù)人員的需要。52014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用1 Unders

4、tanding GPS Principles and applica tions. Elliott D. Kaplan. Artech House, 19962 Principles of GNSS, Inertial, and Multi- Sensor Integrated Navigation Systems.Paul D.Groves,Amazon Prime,20073 GPS satellite surveying (third edition).Alfred Leick.John Wiley&sons,Inc.200442014/12/21參考書(shū)籍1 徐紹銓?zhuān)瑥埲A海等，G

5、PS測(cè)量原理及應(yīng)用，武漢大學(xué)出版社2 周忠謨等， GPS測(cè)量原理及應(yīng)用，測(cè)繪出版社，19923 劉基余等，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用，測(cè)繪出版社，19934 王廣運(yùn)等，差分GPS定位技術(shù)與應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，19965 魏子卿，葛茂榮，GPS相對(duì)定位的數(shù)學(xué)模型，測(cè)繪出版社，19986 張其善等，智能車(chē)輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用，科學(xué)出版社，20027 李征航等，空間大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)，武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，199832014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用一、課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)本課程是測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)主干必修課程。通過(guò)本課程的學(xué) 習(xí)，使學(xué)生

6、了解衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì)；了解G NSS系統(tǒng)的基本組成與功能；掌握衛(wèi)星導(dǎo)航定位中涉及的基本理 論與模型，掌握常用的衛(wèi)星測(cè)量設(shè)備使用步驟；能夠進(jìn)行地面 控制測(cè)量的作業(yè)方案設(shè)計(jì)、計(jì)劃編制與野外觀測(cè)；能采用常用 的隨機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生 能夠利用衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)完成區(qū)域測(cè)繪、地籍與房地產(chǎn)測(cè)繪等領(lǐng) 域應(yīng)用中的控制測(cè)量、碎部點(diǎn)測(cè)量的任務(wù)，了解衛(wèi)星定位技術(shù) 在交通、農(nóng)業(yè)等其他領(lǐng)域的應(yīng)用情況。2課程編號(hào)：0812210707GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航與定位技術(shù)（Satellite Navigation and Positioning）2014/12/21第一章 緒 論 衛(wèi)星定位

7、技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用92014/12/21濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用什么是定位緒 論 1222014/12/21常規(guī)（地面）定位方法的局限性第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 觀測(cè)點(diǎn)之間需要保證通視需要修建覘標(biāo)/架設(shè)高大的天線 邊長(zhǎng)受到限制觀測(cè)難度大 效率低：無(wú)用的中間過(guò)渡點(diǎn) 需要事先布設(shè)大量的地面控制點(diǎn)/地面站 無(wú)法同時(shí)精確確定點(diǎn)的三維坐標(biāo) 觀測(cè)受氣候、環(huán)境條件限制 受系統(tǒng)誤差影響大，如地球旁折光 難以確定地心坐標(biāo)2014/12/21近現(xiàn)代的常規(guī)定位方法第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 采用的儀器

8、設(shè)備尺：銦鋼尺 光學(xué)儀器：經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)儀激光和紅外儀器：測(cè)距儀 綜合多種技術(shù)的儀器：全站儀無(wú)線電、微波儀器：Loran-C，雷達(dá) 觀測(cè)方法 角度或方向觀測(cè) 距離觀測(cè) 距離差觀測(cè)112014/12/21原始的定位方法第一章衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 利用天體進(jìn)行定向：日、月、特別的星體 利用自然現(xiàn)象：植物的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)（如苔蘚） 采用人造的器械：司南，指南針 利用人工建筑：烽火臺(tái)10 確定點(diǎn)在某一坐標(biāo)系中的位置 相關(guān)的英語(yǔ)單詞 Positioning Location Orientation Navigation Guidance Tracking2014/12/21

9、第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng)82014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用教材名稱(chēng) GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理編 者 李征航、黃勁松 編著出 版 社 武漢大學(xué)出版社 出版時(shí)間 2005年適用人員 各專(zhuān)業(yè)使用內(nèi)容提要 全球定位系統(tǒng)（GPS）已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè) 的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。作者結(jié)合教學(xué)、 科研和生產(chǎn)實(shí)踐從定位原理、測(cè)量作業(yè)、數(shù)據(jù)處 理等方面對(duì)GPS定位技術(shù)作了較詳細(xì)的介紹。全 書(shū)共分11章，其主要內(nèi)容為：緒論，全球定位系 統(tǒng)的組成及信號(hào)結(jié)構(gòu)，GPS定位中的誤差源，距 離測(cè)量與GPS定位，GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)

10、計(jì)，數(shù)據(jù) 采集，時(shí)間標(biāo)示法，地球坐標(biāo)參照系，常規(guī)的數(shù) 據(jù)格式，GPS基線向量結(jié)算和網(wǎng)平差及GPS高程 測(cè)量等。 本書(shū)可作為高等學(xué)校測(cè)繪工程及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科 生和研究生的教材，教師可根據(jù)專(zhuān)業(yè)性質(zhì)、學(xué)時(shí) 數(shù)、和學(xué)生的層次從中選擇所需的內(nèi)容。本書(shū)也 可供測(cè)繪、交通、石油、地質(zhì)、水利、農(nóng)林等部 門(mén)的相關(guān)科研工作人員參考。71417第一章 在AB兩點(diǎn)同時(shí)觀測(cè)衛(wèi)緒 論星S1的方向r1和r2衛(wèi)星定位技術(shù) 在AB兩點(diǎn)同時(shí)觀測(cè)衛(wèi) 的發(fā)展 星S2的方向r3和r4 系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 觀測(cè)的方向用天球坐濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用標(biāo)()表示 計(jì)算地面AB的方向rAB：rAB=n1xn2，n1=r1xr2，n2=r3xr4衛(wèi)星

11、攝影測(cè)量衛(wèi)星測(cè)向三角網(wǎng)2014/12/212014/12/21第一章s13Br1r4標(biāo)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用點(diǎn)同步觀測(cè)衛(wèi)星S1、DA可達(dá)厘米級(jí)183衛(wèi)星激光測(cè)距（SLR）2014/12/21第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 在ABC三個(gè)已知點(diǎn)上 同時(shí)測(cè)定至衛(wèi)星S1的 三個(gè)距離，可以計(jì)算 出S1的空間坐標(biāo)；同 理可測(cè)定S2、S3的坐 在未知點(diǎn)D上和ABC三 S2、S3的距離值，同樣可以計(jì)算出D點(diǎn)的坐標(biāo) 測(cè)距及相對(duì)定位精度s2 s3BCS1 n1 n2S2r2 r 地面ABCAD根據(jù)AB和AC的方向計(jì)算出角度BAC1.1 早期的衛(wèi)星定位技術(shù)2014/12/21緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù)

12、 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 (1) 衛(wèi)星攝影測(cè)量衛(wèi)星測(cè)向三角網(wǎng) (2) 衛(wèi)星激光測(cè)距(SLR) (Satellite Laser Ranging) (3) 甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)(Very Long Baseline Interferometry) (4) 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(NNSS)(Navy Navigation Satellite System)161 GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用基本方式（1）將衛(wèi)星作為空間觀測(cè)目標(biāo)，測(cè) 定地面點(diǎn)到衛(wèi)星的方向，建立衛(wèi)星 三角網(wǎng)；（2）采用激光

13、技術(shù)測(cè)量地面點(diǎn)到衛(wèi) 星之間的距離，建立衛(wèi)星測(cè)距網(wǎng)。151 GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1957年10月，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星Sputnik I成功發(fā)射，它使空間科學(xué)技術(shù)迅速跨入一個(gè) 嶄新的時(shí)代。 衛(wèi)星定位技術(shù)是利用人造地球衛(wèi)星進(jìn)行 點(diǎn)位測(cè)量的方法與技術(shù)。采數(shù)手段的變革第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用電子式（GPS接收機(jī).） 光機(jī)電式（全站儀） 光機(jī)式（經(jīng)緯儀.）機(jī)械式（鋼尺.）19201 衛(wèi)星少，不能實(shí)時(shí)定位 。子午衛(wèi)星導(dǎo)線 系統(tǒng)一般采用6顆衛(wèi)星。兩次衛(wèi)星通過(guò)的

14、時(shí) 間間隔約為0.8-1.6小時(shí)2 軌道低，難以精密定軌。子午衛(wèi)星飛行高 度平均為1070KM，運(yùn)動(dòng)速度快，定軌精度低3 頻率低，難以補(bǔ)償電離層效應(yīng)的影響。子 午衛(wèi)星的射電頻率分別為400MHz和150MHz。 難以削弱電離層效應(yīng)的高階項(xiàng)影響。2014/12/21儀，瞄準(zhǔn)宇宙中同一射間的空間距離第一章系統(tǒng)一般采用6顆衛(wèi)星。兩次衛(wèi)星通過(guò)的時(shí)的發(fā)展2 軌道低，難以精密定軌。子午衛(wèi)星飛行高（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)，濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用41.2 GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)2014/12/21第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) GPSNavigation Sate

15、llite Timing And RangingGlobal Position System（導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距全球定位 系統(tǒng)），簡(jiǎn)稱(chēng)GPS有時(shí)也被稱(chēng)作NAVSTAR/GPS。根據(jù)Wooden 1985年所給出的定義：NAVSTAR全球定位系統(tǒng)用以滿(mǎn)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。 美國(guó) 在全球范圍內(nèi)，提供實(shí)時(shí)、連續(xù)、全天 候的導(dǎo)航定位及授時(shí)服務(wù) 1973年24 1995年早期的衛(wèi)星定位技術(shù)2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1 光學(xué)全球測(cè)量技術(shù)衛(wèi)星攝影測(cè)量缺點(diǎn) （1）要求兩測(cè)站處天空晴朗；

16、（2）設(shè)備沉重、昂貴。 2 電磁波全球測(cè)量技術(shù)多普勒衛(wèi)星定位缺點(diǎn) （1）衛(wèi)星少，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位； （2）軌道低，難以精密定軌； （3）頻率低，難以消除電離層影響。23子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的局限性2014/12/21緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用1 衛(wèi)星少，不能實(shí)時(shí)定位 。子午衛(wèi)星導(dǎo)線 間間隔約為0.8-1.6小時(shí)子午衛(wèi)星度平均為1070KM，運(yùn)動(dòng)速度快，定軌精度低3 頻率低，難以補(bǔ)償電離層效應(yīng)的影響。子 午衛(wèi)星的射電頻率分別為400MHz和150MHz。 難以削弱電離層效應(yīng)的高階項(xiàng)影響。子午衛(wèi)星星座22子午衛(wèi)星系統(tǒng)2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)

17、展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1958年12月開(kāi)始設(shè)計(jì) NNSS(Navy Navigation Satellite System) TRANSIT，即子午衛(wèi)星系統(tǒng)。1964年1月該系統(tǒng)正式運(yùn)行。1967年7月系統(tǒng)解密以供民用。T TRANRANS SITIT系統(tǒng) 衛(wèi)星：6 6顆 極地軌道 軌道高度：1100km1100km 信號(hào)頻率：400MHz400MHz、150MHz150MHz 絕對(duì)定位精度：1m1m 相對(duì)定位精度：0.1m0.5m0.1m0.5m 定位原理：多普勒定位 存在問(wèn)題：衛(wèi)星少，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位；軌道低，難以精密定軌；頻率低，難以消除電離層影響。21甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)

18、量（VLBI）2014/12/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 在相距一定距離的兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)上分別安置射電電源，同步接收射電源 發(fā)射的電磁波，經(jīng)事后 處理，計(jì)算出兩測(cè)站之 測(cè)程：可達(dá)數(shù)千KM 測(cè)距精度：厘米級(jí) 天線直徑：數(shù)dm - 數(shù)KM衛(wèi)星激光測(cè)距儀2014/12/21第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 儀器構(gòu)成：激光發(fā) 射、接收望遠(yuǎn)鏡，衛(wèi)星跟蹤望遠(yuǎn)鏡， 光電轉(zhuǎn)換器件，計(jì)數(shù)器，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 控制部分等 測(cè)程：50M-8000KM 測(cè)距精度：厘米級(jí)282014/12/21Global Positioning S

19、ystemsatellites (24 total 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用it possible to preciselyearth by measuring系統(tǒng)組成51.2 GPS系統(tǒng)組成2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用GPS系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分和用戶(hù)設(shè)備部分等三部分組成GPS工作衛(wèi)星及其星座空間部分GPS信號(hào)接收機(jī)用戶(hù)部分地面監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控部分302014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1 相對(duì)于其它導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)全球地面連續(xù)覆蓋。至少觀測(cè)4顆衛(wèi)星功能多，精度高。實(shí)時(shí)定位。應(yīng)用廣泛。 2

20、 相對(duì)于經(jīng)典測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)測(cè)站之間無(wú)需通視；定位精度高；觀測(cè)時(shí)間短、提供三維坐標(biāo)、操作簡(jiǎn)便、全天 候作業(yè)。292014/12/21第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) A network of21 in use, 3 spares) that continuously transmit coded information, which makesidentify locations on distance from thesatellites.GPS的發(fā)展簡(jiǎn)史（二）2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1991年，在

21、海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，GPS首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn) 1995年7月17日，GPS達(dá)到FOC 完全運(yùn)行能力（Full Operational Capability） 1999年1月25日，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栃迹瑢⒊赓Y40億美 元，進(jìn)行GPS現(xiàn)代化 1999年8月21/22日子夜，GPS發(fā)生GPS周結(jié)束翻轉(zhuǎn)問(wèn)題 2000年1月1日，Y2K問(wèn)題 2000年5月1日，美國(guó)總統(tǒng) 克林頓宣布，GPS停止實(shí)施SA27GPS的發(fā)展簡(jiǎn)史（一）2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1973年12月，美國(guó)國(guó)防部批準(zhǔn)研制GPS。 1978年2月22日，第1顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成

22、功。 1989年2月14日，第1顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功。262014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用252014/12/21周期11h 58min（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球-衛(wèi)星的幾何關(guān)系生成與發(fā)射裝置AAR濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 A-Advanced R-replenishment,6GPS的系統(tǒng)組成 地面控制部分（1）2014/12/21第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng)GPS的地面控制部分（地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）組成：主控站（1個(gè)）、跟蹤站（5個(gè)）和注入站（3個(gè)）作用：監(jiān)測(cè)和控制衛(wèi)星運(yùn)行，編算衛(wèi)星星歷（導(dǎo)航電文）， 保持系統(tǒng)時(shí)間。B

23、 監(jiān)控中心36Satellite categories2014/12/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用Block II Block II Block IIBlock II Block IIF RBlock IIR不同類(lèi)型的GPS衛(wèi)星 F-follow on replacement 35GPS的系統(tǒng)組成 空間部分（2）2014/12/21 第一章緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用GPS衛(wèi)星 作用： 發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號(hào) 其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測(cè)核暴等。 主要設(shè)備：原子鐘（2臺(tái)銫鐘、2臺(tái)銣鐘）、信號(hào) 類(lèi)型 試驗(yàn)衛(wèi)星

24、：Block 工作衛(wèi)星：Block Block Block A Block R Block F（新一代的GPS衛(wèi)星） 34Space segment第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用System componentsFeatures 24 Satellites are placed in 6 orbit planes; inclined at 55 Two complete orbits in 24 hours Satellite high orbit 20200 km Travelling speed abt. 12000 km/h symmetrica

25、l order in general min.5 satellites are to be seen33GPS的系統(tǒng)組成 空間部分（1）2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用GPS衛(wèi)星星座 設(shè)計(jì)星座：21+3 21顆正式工作衛(wèi)星+3顆活動(dòng)的備用衛(wèi)星 6個(gè)軌道面，平均軌道高度20200km，軌道傾角55 ， 每天提前4min重復(fù)一次） 保證在24小時(shí)，在高度角15以上，能夠同時(shí)觀測(cè)到4 至8顆衛(wèi)星 當(dāng)前星座：28顆32Three Segments of the GPSSpace SegmentUser SegmentControl Segme

26、ntGroundAntennasMaster Station Monitor Stations2014/12/21的發(fā)展?jié)ㄔO(shè)中的應(yīng)用72014/12/214 其它衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)NAVSAT導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)其他系統(tǒng)（INMASAT國(guó)際海事 衛(wèi)星系統(tǒng)、GNSS混合衛(wèi)星系統(tǒng)）42GPS的系統(tǒng)組成 用戶(hù)設(shè)備部分2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用用戶(hù)設(shè)備部分 - GPS信號(hào)接收機(jī)及相關(guān)設(shè)備接收、跟蹤、變換和測(cè)

27、量GPS信號(hào)的設(shè)備多數(shù)采用石英鐘41User segment: GPS receiver and antennas第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用Handheld recreation grade units5-15 mResource grade units1-5 mSurvey grade units1 cm2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用International GNSS Service (IGS), formerly the International GPS Service39201

28、4/12/21地面監(jiān)控系統(tǒng)工作流程圖第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng)38GPS的系統(tǒng)組成 地面控制部分（2）2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 主控站（1個(gè)） 作用： 收集各監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)，編制導(dǎo)航電文，監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)； 通過(guò)注入站將衛(wèi)星星歷注入衛(wèi)星，向衛(wèi)星發(fā)送控制指令； 衛(wèi)星維護(hù)與異常情況的處理。 地點(diǎn)：美國(guó)克羅拉多州法爾孔空軍基地。 跟蹤站（5個(gè)） 作用：接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，采集氣象信息，并將所收集到的數(shù)據(jù)傳送給主控站。 地點(diǎn)：夏威夷、主控站及三個(gè)注入站。 注入站（3個(gè)） 作用：將導(dǎo)航電文注入GPS衛(wèi)星。 地點(diǎn)：阿松森群島（

29、大西洋）、迪戈加西亞（印度洋）和卡瓦加蘭（太平洋）。37GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)472014/12/211 GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)為16m，垂直方向?yàn)?5m。82014/12/21GLONASS、GPS和NAVSAT三種衛(wèi)星系統(tǒng)比較第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用衛(wèi)星系統(tǒng)GLONASSGPSNAVSAT衛(wèi)星數(shù)量21+321+312+6軌道面數(shù)367軌道傾角64.85563.45平均高度191002020020178周期11h15m11h58m11h58m衛(wèi)星射電頻率L116021616MHz1575.42MHz15611569MHz衛(wèi)星射電頻率L2124

30、61256MHz1227.6MHz12241232MHzC/A碼頻率511KHz1.023MHz3.937MHzC/A碼碼長(zhǎng)511bit1023bit3937bit22014/12/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用1GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)2014/12/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度水平方向所有GLONASS衛(wèi)星均使用精密銫鐘作 為其頻率基準(zhǔn)。第一顆GLONASS衛(wèi)星于1982年10月12 日發(fā)射升空。截止2001年1月10日為止 尚有10顆GLONASS衛(wèi)星正在運(yùn)行

31、。461 GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)2014/12/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 與美國(guó)的GPS系統(tǒng)不同的是GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式，根據(jù)載波頻率來(lái)區(qū)分不同衛(wèi)星。 每顆GLONASS衛(wèi)星發(fā)播的兩種載波的頻率分別為L(zhǎng)1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz)，其中k=124為每顆衛(wèi)星的頻率編號(hào)。 所有GPS衛(wèi)星的載波的頻率是相同，均為L(zhǎng)1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。 俄羅斯對(duì)GLONASS系統(tǒng)采用了軍民合用、不加密的開(kāi) 放政策。452014/12/21第一章 緒論

32、 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用GLONASS 是 Global Navigation Satellite System(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的字頭縮寫(xiě)，是前 蘇聯(lián)從上世紀(jì)80年代初開(kāi)始建設(shè)的與美國(guó)GPS 系統(tǒng)相類(lèi)似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也由衛(wèi)星星座、 地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶(hù)設(shè)備三部分組成。現(xiàn)在 由俄羅斯空間局管理。441 GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)2014/12/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用43522014/12/21SM A 29993.707 kmW alker 27/3/127 + 3 satellite s in th

33、ree ground track repeat about 10 d ays504濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用空間段：由5顆GEO衛(wèi)星和30顆Non-GEO衛(wèi)星組成系統(tǒng)組成9第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用衛(wèi)星運(yùn)載火箭42014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 “北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)研制， 能夠全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的 區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。該系統(tǒng)是由空間衛(wèi)星、地 面控制中心站和北斗用戶(hù)終端三部分構(gòu)成?？臻g部分包括兩顆地球同步軌道衛(wèi)星組成。 衛(wèi)星上帶有信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，完成地面控制中心站和用戶(hù)終端之間的雙向無(wú)線電信號(hào)

34、 的中繼任務(wù)。532014/12/21第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng)2000年北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)擁有了自己的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，這對(duì)于滿(mǎn)足我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的需要，促進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位事業(yè)的發(fā)展，具有重大的經(jīng)濟(jì)和 社會(huì)意義。GALILEO衛(wèi)星主要技術(shù)參數(shù)第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用衛(wèi)星參數(shù)參數(shù)值每軌道衛(wèi)星個(gè)數(shù)10（9顆工作，1顆備用）衛(wèi)星分布軌道面數(shù)3衛(wèi)星總數(shù)30顆（27顆工作，一顆備用）軌道傾斜角56度軌道高度23616km運(yùn)行周期14小時(shí)4分衛(wèi)星壽命20年衛(wèi)星重量625Kg電量供應(yīng)1.

35、5Kw射電頻率1202.025MHz1278.750MHz1561.098MHz1589.742MHz伽俐略（Galileo）衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)2014/12/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用G ALILEO DAT Aaltitude 23616 kmConstellationinclination 5 6 degrees period 14 hours 4 m inM edium Earth O rbits (M EO )the Galileo satellite constellation伽俐略（Galileo）衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)2014/12

36、/21 第一章 緒 論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用2002年3月24日歐盟決定研制組建自己的民用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) Galileo系統(tǒng)。Galileo衛(wèi)星星座將由27顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi) 星組成，這30顆衛(wèi)星將均勻分布在3個(gè)軌道平面 上，衛(wèi)星高度為23616km，軌道傾角為56。Galileo系統(tǒng)是一種多功能的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)， 具有公開(kāi)服務(wù)、安全服務(wù)、商業(yè)服務(wù)和政府服務(wù) 等功能，但只有前兩種服務(wù)是自由公開(kāi)的，后兩 種服務(wù)則需經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)后才能使用。49、2020年 5GEO+3IGSO+27MEO 全球服務(wù)2014/12/21（實(shí)際發(fā)射）調(diào)制方式5顆靜止軌道衛(wèi)星和

37、30顆非靜止軌道衛(wèi)星組10第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 中國(guó)正在建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由成，提供兩種服務(wù)方式，即開(kāi)放服務(wù)和授權(quán) 服務(wù)（屬于第二代系統(tǒng)）。 開(kāi)放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí) 服務(wù)，定位精度為10米，授時(shí)精度為50納秒，測(cè) 速精度0.2米秒。 授權(quán)服務(wù)是向授權(quán)用戶(hù)提供更安全的定位、測(cè)速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用服務(wù)和性能：區(qū)域服務(wù) 廣域差分服務(wù) 定位精度: 1 m 定位精度: 10 m短報(bào)文通信服務(wù) 測(cè)速精度: 0.2 m/s 授時(shí)精度: 2

38、0 ns第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用北斗系統(tǒng)的用戶(hù)終端坐標(biāo)系統(tǒng)： 北斗系統(tǒng)采用中國(guó)2000大地坐標(biāo)系（CGCS2000）。 CGCS2000與國(guó)際地球參考框架ITRF的一致性約為5個(gè)厘米 。第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用信號(hào)特征 工作頻段B1: 1559.0521591.788MHzB2: 1166.221217.37MHzB3: 1250.6181286.423MHz時(shí)間星座信號(hào)2012年5GEO+5IGSO+4MEO區(qū)域服務(wù)信號(hào)中心頻

39、點(diǎn)(MHz)碼速率(cps)帶寬(MHz)服務(wù)類(lèi)型B1(I)2.046開(kāi)放1561.098區(qū)域服務(wù)信號(hào)4.092QPSKB1(Q)2.046授權(quán)B2(I)1207.142.04624QPSK開(kāi)放B2(Q)10.23授權(quán)B31268.5210.2324QPSK授權(quán)系統(tǒng)組成第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用地面段：由主控站 上行注入站和監(jiān)測(cè) 站組成北斗系統(tǒng)地面段2014/12/21緒 論 系統(tǒng)組成濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用11常見(jiàn)GPS接收機(jī)CURRENT AND PLANNED SATELLITE NAVIGATION SYSTEMSGlobalRegionalAugm

40、entationGPS QZSS WAAS EGNOSGLONASS IRNSS MSAS GAGAN GalileoSDCM MASS COMPASSGINS (?)5 其它衛(wèi)星定位系統(tǒng)2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1 IMARSAT系統(tǒng)國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星組織籌建。主要用于通訊 服務(wù)。1996年后，具備導(dǎo)航功能。 2 GNSS系統(tǒng)國(guó)際民航組織倡議建造。64概況http:/ 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用日期 火箭 衛(wèi)星 軌道 目前狀態(tài) 系統(tǒng)2000年10月31日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1A 地球靜止軌道

41、59E 結(jié)束任務(wù) 北斗一號(hào)2000年12月21日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1B 地球靜止軌道 80E 正常 北斗一號(hào)2003年5月25日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1C 地球靜止軌道 110.5E 正常 北斗一號(hào)2007年2月3日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1D 超同步轉(zhuǎn)移軌道 失效 ? 北斗一號(hào)2007年4月14日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-M1 中地球軌道 21500km 正常 北斗二號(hào)2009年4月15日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G2 地球靜止軌道（預(yù)定） 失效 ？ 北斗二號(hào)2010年1月17日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G1 地球靜止軌道 144.5E 正常 北斗二號(hào)2010年6月2日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G3 地球靜止軌道 84

42、E 正常 北斗二號(hào)2010年8月1日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-I1 傾斜地球同步軌道 118E,傾角55 正常 北斗二號(hào)2010年11月1日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G4 地球靜止軌道 160E 正常 北斗二號(hào)2010年12月18日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-I2 傾斜地球同步軌道 正常 北斗二號(hào)2011年4月10日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 不詳 傾斜地球同步軌道 正常 北斗二號(hào)2014/12/21第一章衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展GPS在國(guó)民經(jīng)62北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)按照三步走的總體規(guī)劃分步實(shí)施： 第一步，1994年啟動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng) 建設(shè)

43、，2000年形成區(qū)域有源服務(wù)能力； 第二步，2004年啟動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，2012年形成區(qū)域無(wú)源服務(wù)能力； 第三步，2020年北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)形成全球 無(wú)源服務(wù)能力。2014/12/21它可以實(shí)時(shí)給出載體的位置和速度。一般采濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用信號(hào)。利用雙頻可以消除電離層對(duì)電磁波信收機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的載波信號(hào)與接收到的載波信號(hào)之間的相12按接收機(jī)工作原理分類(lèi)2014/12/21第一章 緒論 衛(wèi)星定位技術(shù) 的發(fā)展系統(tǒng)組成GPS在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 碼相關(guān)型接收機(jī)利用碼相關(guān)技術(shù)得到偽距觀測(cè)值。 平方型接收機(jī) 利用載波信號(hào)的平方技術(shù)去掉調(diào) 制信號(hào),來(lái)恢復(fù)完整的載波信號(hào)，通過(guò)相位計(jì)測(cè)定接位差，測(cè)定偽距觀測(cè)值。 混合型接收機(jī) 綜合上述兩種接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，既 可