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1 第一章
1、GPS系统组成三大部分：
（1）空间部分:GPS卫星星座（21+3）
（2）地面控制部分：地面监控系统（一个主控站MCS、三个注入站、五个监测站）
（3）用户设备部分：GPS信号接收机
2、GPS系统特点：定位精度高、测量时间短、观测站之间无需通视 、提供三维坐标 、操作简便 、全天候作业、功能多，应用广
第二章
1、卫星定位中两种坐标系统：天球坐标系和地球坐标系
2、天球：指以地球质心为中心，半径r为任意长度的一个假想球体。
3、黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，即当地球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，约º。
4、春分点：指太阳由南向北运动时，黄道与天球赤道的交点。（当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点。）
天球空间直角坐标系与天球球面坐标系
5、天球坐标系由天球空间直角坐标系和天球球面坐标系组成。
（1）天球空间直角坐标系的定义：原点位于地球的质心，z轴指向天球的北极Pn，x轴指向春分点，y轴与x、z轴构成右手坐标系。 v1.0 可编辑可修改
2 （2）天球球面坐标系的定义：原点位于地球的质心，赤经为含天轴和春分点的天球子午面与经过天体s的天球子午面之间的交角，赤纬为原点至天体的连线与天球赤道面的夹角，向径r为原点至天体的距离。
6、岁差：由于日月引力及其它天体引力，平北天极以北黄极为中心做一种顺时针圆周运动。（在日月和其它天体引力对地球隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴方向不再保持不变，从而使春分点在黄道上产生缓慢西移，此现象在天文学上称为岁差。）
7、章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，轨迹大致为椭圆。这种现象称为章动。
8、地球坐标系有两种表达方式，即空间直角坐标系和大地坐标系。
地心空间直角坐标系的定义:原点与地球质心重合，z轴指向地球北极，x轴指向格林尼治平子午面与赤道的交点E，y轴垂直于xoz平面构成右手坐标系。
什么是GPS：
GPS又称全球定位系统（Global Positioning System）。简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。
全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:GPS空间部分———GPS星座;GPS地面控制部分———地面监控系统; GPS用户设备部分———GPS 信号接收机。
GPS的特点
全球定位系统的主要特点：(1)全天候；(2) 全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。
GPS的应用
全球定位系统(GPS)的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
一GNSS 测量原理及应用
（一）、GPS 基本原理 GPS 导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当 GPS 卫星正常工作时，会不断地用 1 和 0 二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。 GPS 系统使用的伪码一共有两种， 码。 分别是民用的 C/A 码和军用的 PY） C/A码频率 1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距 1 微秒，相当于 300m；P 码频率10.23MHz，重复周期 266.4 天，码间距 0.1 微秒，相当于 30m。而 Y 码是在 P 码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以 50b/s 调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含 5 个子帧每帧长 6s。前三帧各 10 个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共 15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第 1、2、3 数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在
WGS-84 大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。 可见 GPS 导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标 x、y、z 外，还要引进一个Δt 即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用 4 个方程将这 4 个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到 4 个卫星的信号。 GPS 接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及 GPS 系统信息，如卫星状况等。 GPS 接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对 0A 码测得的伪距称为 UA 码伪距，精度约为 20
《GPS原理及其应用》复习
第一章概论
了午卫星系统与GPS定位原理有何区别？
子午卫星系统的缺点
GPS的基本组成
什么是标准定位服务？
GPS信号接收机主要组成
第二章坐标系统和时间系统
名词解释：天球；赤经；赤纬；黄道；春分点；岁差；章动；极移；世界时；原了时； 协调世界时；儒略日。
简述协议地球坐标系的定义。赤纬8与大地纬度B有何区别；赤经a与大地经度L有何区 别？
什么是参心坐标系？
简述卫星大地测量的发展历史，并指出其各个发展阶段的特点。试说明GPS全球定位系统 的组成。
为什么说GPS卫星定位测量技术问世是测绘技术发展史上的一场革命？
简述GPS、GLONASS与NAVSAT三种卫星导航定位系统工作卫星星座的主要参数。
简述（历元）平天球坐标系、（观测）平天球坐标系以及瞬时极（真）天球坐标系之间的差别。
怎样进行岁差旋转与章动旋转?它们有什么作用？
为什么要进行极移旋转?怎样进行极移旋转？
简述协议地球坐标系的定义。
试写出由大地坐标到地心空间直角坐标的变换过程。
综述山（历元）平天球坐标系到协议地球坐标系的变换过程。
简述恒星时、真太阳时与平太阳时的定义。
什么是GPS定位测量采用的时间系统?它与协调世界时UTC有什么区别？
在GPS定位测量，具有重要意义的时间系统主要有哪三种？
第三章 卫星运动基础及GPS卫星的坐标计算
试述描述GPS卫星正常轨道运动的开普勒三大定律。
试画图并用文字说明开普勒轨道6参数。
简述地球人造卫星轨道运动所受到的各种摄动力。
地球引力场摄动力对卫星的轨道运动有什么影响？
II、月引力对卫星的轨道运动有什么影响？
简述太阳光压产生的摄动力加速度，并说明它对卫星轨道运动有何影响？
综述考虑摄动力影响的GPS卫星轨道参数。
试写出计算GPS卫星瞬时位置的步骤。
第四章、GPS卫星的导航电文和卫星信号
名词解释：码；码元（比特）；数码率；自相关系数；信号调制；信号解调； 遥测字；交接
