GS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位原理

一.衛(wèi)星的地心直角坐標(biāo)系GPS采用WGS84坐標(biāo)系格林經(jīng)線零度S（x,y,z）Oxzy東90度GPS定位計算時必須進行坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。（WGS84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)系）二、GPS的定位原理用戶地面站衛(wèi)星1.定位原理GPS屬球面導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星的位置根據(jù)衛(wèi)星歷書計算可得(x,y,z)用戶連續(xù)測到3顆衛(wèi)星的距離，即可得到三個球面，其交點即為用戶的位置三.偽測距1.衛(wèi)星及用戶的時間偏差衛(wèi)星的時間偏差用戶的時鐘偏差2.信號傳播延遲綜和以上因素，用戶利用GPS接收機測得的距離不是用戶到衛(wèi)星的真距離，稱為“偽距離”，測量偽距離稱為偽測距。2.偽測距由于衛(wèi)星鐘誤差、用戶鐘誤差、信號傳播誤差（電離層折射誤差和對流層折射誤差）等的影響，GPS接收機測得的用戶到衛(wèi)星的距離不是真實距離，稱為偽距離。用戶到第i顆衛(wèi)星的真實距離:：X、Y、Z及Xsi、Ysi、Zsi分別是用戶和衛(wèi)星在空間三維坐標(biāo)。3.定位計算1）導(dǎo)航儀根據(jù)其內(nèi)存儲的GPS歷書，計算衛(wèi)星的概略位置2）導(dǎo)航儀根據(jù)鍵入的推算船位、時間、精度幾何因子數(shù)值選擇仰角≥5°、幾何配置最好的4顆或3顆衛(wèi)星3）導(dǎo)航儀對GPS衛(wèi)星進行頻率和偽碼的二維搜索，碼同步后轉(zhuǎn)入載波相位跟蹤、檢測和存儲導(dǎo)航電文；4）導(dǎo)航儀根據(jù)所測的偽距、從衛(wèi)星星歷算出的衛(wèi)星位置、及傳播延時的計算和修正，計算出用戶的位置第二節(jié)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)置一、GPS地面站1.跟蹤站：接收包括環(huán)境數(shù)據(jù)在內(nèi)的衛(wèi)星的各種信息，并將測定的信息傳送到主控站；所測偽距1.5s更新一次，電離層氣象數(shù)據(jù)15min平滑一次。2.主控站：收集、評價數(shù)據(jù)，計算各衛(wèi)星原子鐘的校正參量、衛(wèi)星歷書、衛(wèi)星星歷、系統(tǒng)狀態(tài)并形成導(dǎo)航信息碼，送注入站；控制和調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，啟用備用衛(wèi)星。3.注入站：地面站或地面天線，將導(dǎo)航信息送給衛(wèi)星。二、GPS導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)1.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星☆24（21+3）顆高軌20183km）衛(wèi)星，分布在6個軌道面上，軌道傾角約55度，地平線7.5度以上至少可以看到4顆，地平線上至少看到5顆，最多11顆；運行周期約11h58m（717.88m），約12h?！铍p頻發(fā)射：L1波段（1575.42MHz），

P碼、CA碼和導(dǎo)航數(shù)據(jù)調(diào)制；L2波段（1227.60MHz），

P碼和導(dǎo)航數(shù)據(jù)調(diào)制；以后增加L5（1176MHz）☆電源：太陽能、鎘鎳電池☆衛(wèi)星鐘：原子鐘1980.1.6.☆微處理器、存儲器、收發(fā)機、監(jiān)測傳感器、應(yīng)急通信轉(zhuǎn)發(fā)器、30度波束圓極化天線2.GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文1）P碼和CA碼CA碼：低速、短周期的偽隨機二進制序列碼，（1.023MHz、1ms），測距精度低，協(xié)助捕獲P碼P碼：快速、長周期的偽隨機二進制序列碼，（10.23MHz、7day），測距精度高，難于捕獲優(yōu)點:a.抗干擾CA（P）碼有良好的自相關(guān)函數(shù)，使其易于在噪聲背景中被識別；不同的CA（P）碼間有良好的互相關(guān)函數(shù)，則不同的衛(wèi)星信號間的相互干擾很小。b.碼分多址識別：CA碼：1025種；P碼：1444種c.偽碼加密GPS數(shù)據(jù)經(jīng)過CA（P）碼擴頻發(fā)射，又需經(jīng)解擴提取d.精確測距GP洋S衛(wèi)回星發(fā)債射偽時碼和謝用戶吧本機命采用款的基月準(zhǔn)偽刮碼結(jié)滲構(gòu)相泊同且酒時間銳嚴(yán)格帝同步盾，衛(wèi)重星信畜號經(jīng)饅過空簽間傳瘦播后摘背用學(xué)戶接蓮受，遍相同豈結(jié)構(gòu)票的碼雜之間嚴(yán)的時秘間差稠即為株傳播序延時綠。用層戶本攔機產(chǎn)基生的虎基準(zhǔn)朝偽碼邊通過向碼相略關(guān)電誘路跟斤蹤接逆受偽醒碼，別形成背本機洗跟蹤御偽碼荒，本卵機跟雄蹤偽秤碼與嘴本機健基準(zhǔn)康偽碼毛比較放，從梢而測孩量出技衛(wèi)星恰到用紹戶的哪傳播后延時樸，該鼠延時獨乘以收光速等即到早得到想“偽集距離假”。GP謙S接動受機狼通過笨GP鞏S天萄線接才受到孩微弱譯的衛(wèi)須星信你號，公通過龜前置毫放大宗器放調(diào)大送眉至變描頻器心把射潑頻（爸RF貸）信款號變拜化成子中頻脹（I女F）泡信號場，經(jīng)桶過中脊頻放免大后豈，送捐至信娃號解盜擴解鹽調(diào)器討電路浸，解叔擴解詳調(diào)電陪路的稈作用酸是：尤通過盡碼相加關(guān)電妨路使線本機鄉(xiāng)豐跟蹤政偽碼懸在時扶間上鏟和接斬收的叔衛(wèi)星尚信號當(dāng)