GPS系统原理学习教案

会计学1GPS系统原理系统原理Navigation by satellite Timing And Ranging (NAVSTAR)/Global Position And System(GPS) 的简称。它的含义是利用导航卫星进行授时和测距的全球定位系统。第1页/共26页一、 GPS系统在测绘中的作用和影响1、 GPS系统的优点 观测方便，费用低 全天候作业 定位精度高第2页/共26页2、 GPS系统在测绘中的应用监测现代板块运动状态，捕获地震信息。 进行工程建设的设计、施工、验收和监测。测量全球性的动态参数和全球性的大地测量控制网。第3页/共26页二、GPS坐标系统GPS系统所用的坐标系统是WGS-84世界大地坐标系统（World Geodetic System）。z o yxo第4页/共26页三、 GPS系统的组成GPS系统由空间星座（空间部分）、地面支持系统（地面监控部分）和GPS接收机（用户部分）。第5页/共26页1 、空间星座部分由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。第6页/共26页GPS卫星接收、存储、处理地面监控系统发射 来得导航电文和各种控制指令。向用户连续不断地发送导航定位信息。第7页/共26页2 、地面监控部分监测站主控站注入站监测站的主要任务是连续观测和接收所有GPS卫星发出的信号、监测卫星的工作状况、为主控站编纂导航电文提供观测数据。计算GPS卫星的星历、时钟改正、大气的传播改正等、编制导航电文，提供全球定位系统的时间标准，传入到注入站。将信息指令、导航电文注入到观测站上空的各个卫星。第8页/共26页3、用户设备部分GPS信号接收机等硬件和数据处理软件。空间部分：接收导航电文和控制指令；发送导航电文。用户部分：接收卫星信号、解译导航电文。监控部分：观测卫星；发送控制指令和编制导航电文。第9页/共26页导航电文：卫星星历时钟改正大气传播改正第10页/共26页空间部分：接收导航电文和控制指令；发送导航电文。用户部分：接收卫星信号、解译导航电文。监控部分：观测卫星；发送控制指令和编制导航电文。第11页/共26页四、GPS定位原理GPS定位可分为单点定位和相对定位。根据用户天线在测量中所处的状态可分为静态定位和动态定位。现将单点静态定位方法做介绍：第12页/共26页1、伪距法定位tc接受机复制测距码信号并通过可调延时器进行相移，使复制码与接收到的测距码信号达到最大相关，复制码所用的延迟时间 就是卫星信号的传播时间。第13页/共26页c称为伪距信号经过电离层和对流层传播速度发生变化，产生大气传播延迟误差。真空电离层对流层由于卫星钟和接受机钟不同步的影响，不严格等于卫星信号传播时间t。第14页/共26页aT卫星在标准时刻at卫星钟的读数为aV钟差改正数到达接收机标准时刻bT接受机钟读数bt钟差改正数bVaaaTVtbbbTVtcVVcTTcttcbaabab)(abttcVVctababTTt第15页/共26页ct tict电离层折射改正i对流层折射改正tcVVctabcVVctabcVVabti)(c第16页/共26页卫星坐标ssszyx,接受机坐标zyx ,22221zszysyxsxcVcVbati未知数为：bVzyx、第17页/共26页伪距法定位的精度与测距码的波长和复制码的精度有关。测距码的波长为293m，复制码的精度一般为其精度最高仅能达到3m。1001定位速度快，无多知性的问题，但精度低，常用于低精度的测量工作。第18页/共26页2 、载波相位测量 R SRS RS第19页/共26页RSRS S R S RS接受机信号卫星信号第20页/共26页itS0N iInt irF 00rF 000rFN iiriIntF iriiFIntN0R0tS0N 0rF 00iriFIntNN第21页/共26页baTIcVcV 00iriFIntNN irFiInt0N事实上受卫星钟和接受机时钟误差和大气传播延迟误差的影响。baTIcVcVN0第22页/共26页将 作为未知数，在数据处理和平差把它当待定参数与测站坐标一起求解。0NbaTIcVcVN0 22221zszysyxsx第23页/共26页 irFiIntbaTIcVcVN0测相误差一般为1001cm191cm242载波相位测量的精度一般为mm21第24页/共26页总结：一、GPS在测绘中的作用和影响二、GPS坐标系统三、GPS系统的组成空间星座部分、地面监控系统、用户部分。四、GPS定位原理伪距法、载波相位测量。第25页/共26页