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说明:摘 要:本篇文章简单介绍了GPS的来源,基本组成,各部分的作用和GPS的定位原理及定位精度。
关键字:GPS 组成 原理 精度 伪距
1.概述
五十年代未,原苏联发射了人类的第一颗人造地球卫星,美国科学家在对其的跟踪研究中,发现了多普勒频移现象,并利用该原理促成了多普勒卫星导航定位系统TRANsIT的建成,在军事和民用方面取得了极大的成功,是导航定位史上的一次飞跃,我国也曾引进了多台多普勒接收机,应用于海岛联测、地球勘探等领域。但由于多普勒卫星轨道高度低、信号载波频率低,轨道精度难以提高,使得定位精度较低,以满足大地测量或工程测量的要求,更不可能用于天文地球动力学研究。为了提高卫星定位的精度,美国从1973 年开始筹建全球定位系统GPS (Global Positioning System)。在进过了方案论证、系统试验阶段后,于1989年开始发射正式工作卫星,并于1994年全部建成,投入使用。
GPS由地面控制站、空间设备(SV)、GPS用户接收机和地面通信网部分组成。
GPS系统的空间部分由21颗卫星工作和3颗在轨备用卫星组成。这些卫星均匀地分布在6个轨道面上,地面高度为20000余公里,轨道倾角为55度,扁心率约为0,周期约为12小时,这样的卫星配置基本上保证了在地球任何位置均能同时观测到4颗卫星。卫星的运行轨道呈圆形,长半轴为26560KM,倾角为64&
#176。卫星重774Kg,主体呈柱形,直径为1.5M,星体两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板,全长5.33M,接受日光面积7.2平方米,以保证卫星正常工作的供电。卫星向地面发射两个波段的载波信号,载波信号频率分别为1575.442兆 赫兹(L1波段)和1227.6兆赫兹(L2波段),卫星上安装了精度很高的原子钟,以确保频率的稳定性,在载波上调 制有表示卫星位置 的广播星历,用于测距的C/A码和P码,以及其它系统信息,能在全球范围内,向任意多用 户提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维测速、三维定位和授时。它是一个真正实现了全球、全天侯、连续、实时、以空中卫星为基础的高精度无线电导航定位系统。
GPS系统的控制部分由1个主控组、3个注入站和5个监测站。这些站不问断地对GPS卫星进行观测,并将计算和预报的信息由注入站对卫星信息更新。
主控站拥有大型电子
计算机,用作主体数据采集、计算、传输、诊断和编辑等。主要完成:(1)采集数据(2)编辑导航电文(3)诊断(4)调整卫星。主控站将编辑的卫星电文传送到三个注入站,定时将这些信息注入各个卫星。
目录:1.概述
2.GPS定位原理
参考文献: GPS测量原理及应用,徐邵铨、张华海、杨治强、王泽民编著,武汉大学出版社,2002;
全球定位系统原理及应用,刘基全、李征航、王跃虎、桑吉章编著,北京测绘出版社,1993;
全球定位系统的原理及数据处理,刘大杰、施一民、过静编著,同济大学出版社,1996;
差分GPS定位技术与应用,王广运、郭秉义编著,北京电子工业出版社,1996;
高精度静态GPS定位技术研究论文集,李毓麟等编著,北京测绘出版社,1996;