GPS北斗学习笔记
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gps培训心得记录内容GPS培训心得记录一、GPS培训的重要性GPS是指全球定位系统,是一种全球卫星定位系统,可以说GPS 技术已经深入到我们的生活中,它被广泛应用于交通运输、测绘、军事通信、调查勘测等领域。
GPS技术,使目前的科技发展更加高效,更加容易,同时也大大减少了人员及资金的投入。
GPS培训不仅可以了解GPS的技术,而且还可以提升GPS使用技能,为GPS在各行各业的使用提供参考。
GPS培训既可以从理论上加深对GPS技术的理解,又可以从实践中增强其应用技能。
二、GPS培训的内容GPS培训主要包括GPS原理与历史概述、GPS信号传输原理、GPS 定位原理、GPS定位技术应用原理、GPS技术应用示例等内容。
1、GPS原理与历史概述GPS原理与历史概述对于GPS技术的了解很重要,GPS的原理通常涉及卫星定位、定位系统以及信号的接收等,历史概述则会讲述GPS的发展历程,比如GPS的发明者、GPS的发展阶段等,帮助我们更加全面的了解GPS技术。
2、GPS信号传输原理GPS信号传输原理是GPS技术的第二个重要组成部分,其主要包括GPS接收机的结构原理、GPS接收机的信号处理原理、GPS接收机信号传输原理等内容,这些内容的了解与学习,对GPS技术的运用有重要意义。
3、GPS定位原理GPS定位原理是GPS技术的基础原理,它涉及到GPS卫星发射的信号、GPS接收机的技术原理以及GPS定位系统的架构等等,这些基础理论的学习,可以帮助我们更好的理解GPS的定位原理。
4、GPS定位技术应用原理GPS定位技术应用原理是GPS技术的重要组成部分,涉及到导航定位应用、地理信息系统应用以及遥感系统应用等等,这些应用内容的了解,可以帮助我们更好的利用GPS技术。
三、GPS培训的收益通过GPS的培训,不仅能更全面的了解GPS技术,而且还能增强GPS的应用能力,使GPS技术能够在各行各业的应用中发挥更大的作用,从而提高GPS技术的效率,减少人员投入。
知识点总结的不容易一页一页总结的,用积分来换吧!第一章全球定位系统概论全球导航卫星系统GNSS目前包括全球定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯系统GLONASS。
中国的北斗卫星定位系统COMPASS以及欧洲联盟正在建设的伽利略系统GALILEO GPS利用卫星发射无线电信号进行导航定位,具有全球、全天候、高精度、快速实时的三维导航、定位、测速和授时功能。
GPS主要由GPS(GPS卫星星座)空间部分、地面监控部分、用户接受处理部分组成,GPS地面监控部分有分布在全球的若干个跟踪站组成的监控系统组成,跟踪站被分为主控站、监控站和注入站。
GPS用户部分有GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备(如计算机气象仪)组成。
GPS实施计划共分三个阶段:第一阶段为方案论证和初步设计阶段。
从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星。
研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。
从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。
实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。
1989年2月4日,第一颗GPS工作卫星发射成功,宣告了GPS系统进入了工程建设阶段,这种工作卫星称为Block Ⅱ和BlockⅡA型卫星。
这两组卫星差别是:Block Ⅱ只能存储14天用的导航电文(每天更新三次);而BlockⅡA卫星能存储180天用的导航电文,确保在特殊情况下使用GPS卫星。
实用的GPS网即(21颗工作卫星+3颗备用卫星)GPS星座已建立,今后将根据计划更换失效的卫星。
GPS的特点:定位精度高、观测时间短、测站无需通视、可提供三维坐标、操作简便、全天候作业。
功能多,应用广GPS卫星信号包括测距码信号(即P码和C/A码信号)、导航电文(或称D码,即数据码信号)和载波信号。
GPS卫星的导航电文主要包括:卫星星历、时钟改正参数、电离层时延改正参数、遥测码,以及由C/A码确定P 码信号时的交接码等参数。
GPS学习笔记GPS学习笔记⼀、专业英语1、GPS:Global Positioning System2、GNSS:Global Navigation Satellite System3、PNT:Position,Navigation,Timing4、BeiDou:Compass Navigation Satellite System5、GEO:Geostationary OrbitIGSO:Inclined Geosynachronous OrbitMEO:Medium Earth Orbit6、SBAS:Space Based Augmentation SystemGBAS:Groud Based Augmentation System7、IGS:International GPS Service8、PPP:Precise Point Position9、CORS:Continuously Operating Refernce Stations10、Ionosphere(电离层)、Troposphere(对流层)11、RTK:Real-Time Kinematic12、ITRF:The International Terrestrial Reference Frame/ITRS:International Earth Rotation Service13、GPS satellite ephemerides (GPS卫星星历)14、GLONASS satellite ephemerides (GLONASS星历)15、Earth rotation parameters (地球⾃转参数)16、IGS tracking station coordinates and velocities(站坐标和速度)17、GPS satellite and IGS tracking station clock information (卫星钟和跟踪站原⼦钟信息)18、Zenith tropospheric path delay estimates(天顶对流层延迟参数)19、Global ionospheric maps(全球电离层变化图)20、IGMAS:International GNSS Monitoring & Assessment System21、VLBI: Very Long Baseline Interferometry22、SLR: Satellite Laser Ranging (激光测卫)23、DORIS: Doppler Orbit Determination and Radio Positioning Integrated on Satellite(多普勒定轨和⽆线电定位技术)⼆、GNSS测量新技术与数据处理⽅法(⼀)第⼀讲 GNSS技术和应⽤发展动态1. GNSS观测和服务的进展(1)全球GNSS连续观测站数量不断增加:●IGS跟踪站、CORS站等●全球已有数⼗个1S采样的连续参考站●实时传输观测数据●可获得实时观测结果(2)GNSS观测已由地⾯扩展到各类平台观测(星载,机载….)●特别是低轨卫星观测,为卫星重⼒测量、对流层观测和电离层研究提供了新的途径(3)地基和空基的结合(4)世界不同机构积累了越来越多的GNSS观测数据●时空尺度⼤⼤改善●各类模型不断精化(5)IGS(国际GNSS服务)分析中⼼产品种类增加●轨道,钟差,对流层,电离层,站坐标,速度场(6)数据和产品滞后时间越来越短,趋于实时(7)IGS产品精度不断提⾼●每⽇各站的点位坐标⽔平分量精度可达1 mm, 垂直分量精度达3 mm(8)参考框架不断改进完善和发展●参考框架不断更新: ITRF94, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005 and ITRF2008 ●IGS97,IGS00,IGS05,IGS08(9)GNSS数据格式标准化,⽅便GNSS数据交换和处理●观测数据RINEX 3.x,Hatanaka compact RINEX●精密星历和精密钟差SP3●差分数据格式RTCM格式●其他数据格式:测站位置及速度解(SINEX)电离层数据(IONEX)对流层数据(Tropo RINEX)钟差数据(clock SINEX)卫星与接收机天线等数据(ANTEX)(10)GNSS接收机技术不断发展●动态性能●星载接收机●采样率越来越⾼(100HZ)●数据质量逐步提升信噪⽐观测噪声弱信号的跟踪抗多径●多频多模(GPS/GLONASS/BEIDOU/Galileo/SBAS)2.GNSS观测模型(1)观测值●伪距●相位●多普勒●各种组合(L3,L4, MW….)(2)差分●⾮差●单差(星间,站间,历元间)●双差(站星间,站历间,星历间●三差(……)3.数据处理软件(1)数据处理软件的处理能⼒●GPS, GPS/GLONASS,GPS/BEIDOU/GLONASS●静态/动态,地⾯/卫星,单频/双频/三频●长基线/短基线,静-静/静-动/动-动(2)⾼精度数据处理软件●GIPSY(⾮差⽹解,静态,动态)●GAMIT(双差)●Bernese(双差,PPP)●EPOS(⾮差)●PANDA(⾮差和双差)(3)数据处理软件的评述,不同软件的优劣不可⼀概⽽论●双差定位软件处理精度稍⾼, 但处理站数受限●精密单点定位软件处理效率⾼,可逐站分别处理, 直接得到更多有⽤信息,对于不少应⽤有其优势;精密单点定位可得到所采⽤的参考框架中厘⽶量级的近似坐标,对进⼀步精化计算地壳运动结果⼗分有⽤。
一、GPS的基本知识:1、GPS是global positioning systems的英文缩写,全称是全球定位系统。
2、GPS是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球定位、导航及授时的系统。
GPS之所以能够定位导航,是因为每台GPS接收机无论在何时何地都可以同时接收到最少4颗GPS 卫星发送的空间轨道信息。
接收机通过对接收到的每颗卫星的定位信息的结算,便可确定该接收机的位置,从而提供高精度的三维(经度、维度、高度)定位导航及授时信息。
3、对于用户来说,最重要的就是GPS接收机,接收机根据同时接收到的4-8颗卫星的位置信息,应用查分定位原理,每隔1-3秒向用户播报一次其位置(经纬度)、速度、高度和时间信息,以供用户或用户的系统使用。
4、GPS系统提供了两种定位信号,其一是C/A编码,由标准定位信号经干扰而成,定位精度在100米左右,以供民间用户使用;另一种即所谓的P码,经加密后播放,以供军用,定位精度在3米以内。
对于民用的C/A码,可利用基站查分技术将其中的干扰滤掉,使其精度达到10米左右。
GPS接收设备包括GPS手持机,与手机电话体积相当,其计算机接口包括GPS接收卡或外接设备,由天线、接收单元和电源组成,体积很小,可方便的装载在汽车等航行器上。
5、GPS卫星导航定位系统是基于无线电的、具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力。
作为一种成熟的卫星导航系统,从其诞生以来己经在诸多行业中得到了应用,在军事和民用领域起着十分重要的作用。
然而,利用GPS卫星系统进行导航定位时,用户接收机至少应该接收到三颗卫星的信号才可进行二维定位(经度、纬度),三维定位(经度、纬度及高度)则需要四颗卫星的信号。
6、我们知道,每颗卫星都由唯一的C/A码来区分7、GPS时间(GPST)GPS时间的最小值为0,最大值不超过604800秒,并且它在每星期六午夜时从0开始逐渐的增大,经过一周(即604800秒)后又返回至0,同时星期数(WN)增加1。
GPS实习日志第一篇:GPS实习日志GPS认识:通过一个学期的GPS卫星导航的学习,我已经初步的了解了GPS 的发展,原理,以及这项技术。
GPS是美国第二代卫星导航系统,其特点是全天候、高精度、应用广,是迄今最好的导航定位系统。
它广泛的应用价值,引起了各国科学家的关注和研究,前苏联和西欧各国的科学家在积极开发利用GPS信号资源的同时,还致力于研究开发各自的卫星导航定位系统,如前苏联建成的GLONASS卫星导航系统,我国也在致力于发展自已的卫星导航定位系统。
同时,它的出现也导致了测绘行业一场深刻的技术变革。
从教材的教材中我学习到GPS的组成,主要分成三部分,即空间部分、地面监控部分、用户设备部分。
首先,空间部分:GPS系统的空间部分是指GPS工作卫星星座,其由24颗卫星组成,其中21颗工作卫星,3颗备用卫星,均匀分布在6个轨道上。
每颗卫星带有四台高精度原子钟,其中2台为铷钟,2台为铯钟。
GPS卫星上设有微处理机,可以进行必要的数据处理工作,它主要的3个基本功能:根据地面监控指令接收和储存由地面监控站发来的导航信息,调整卫星姿态、启动备用卫星;向GPS用户播送导航电文,提供导航和定位信息;通过高精度卫星钟向用户提供精密的时间标准。
第二,地面监控部分:由5个地面站组成。
1个主控站,3个注入站,5个监控站,其中4个与主控站、注入站重叠。
主控站的主要任务为:根据各监控站提供的观测资料推算编制各颗卫星的星历、卫星钟差、和大气层修正参数并把这些数据传送到注入站;提供GPS系统的时间标准;调整偏离轨道的卫星,使之沿预定的轨道运行;启用备用卫星以取代失效的工作卫星。
注入站的主要任务为:在主控站的控制下,把主控站传来的各种数据和指令等正确并适时地注入到相应卫星的存储系统。
监测站的主要任务为:给主控站编算导航电文提供观测数据,每个监控站均用GPS信号接收机,对每颗可见卫星每6秒钟进行一次伪距测量和积分多普勒观测,并采集气象要素等数据。
GPS测量原理及应用各章知识点总结桂林理工大学测绘08-1 JL(纯手打)第一章绪论1、GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。
能为各个用户提供三维坐标和时间。
2、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。
整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。
4、GPS基本参数为:卫星颗数为21+3,卫星轨道面个数为6,卫星高度为20200km,轨道倾角为55度,卫星运行周期为11小时58分,在地球表面任何时刻,在高度较为15度以上,平均可同时观测到6颗有效卫星,最多可以达到9颗。
5、应用双定位系统的优越性:能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机,简称为双系统卫星接收机。
(1)增加接收卫星数。
这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业(2)提高效率。
观测卫星数增加,所以求解整周模糊度的时间缩短,从而减少野外作业时间,提高了生产效率。
(3)提高定位的可靠性和精度。
因观测的卫星数增加,用于定位计算的卫星数增加,卫星几何分布也更好,所以提高了定位的可靠性和精度。
6、在GPS信号导航的定位时,为了解算测站的三维坐标,必须观测4颗(以上)卫星,称为定位星座。
7、PRN----------卫星所采用的伪随机噪声码8、在导航定位测量中,一般采用PRN编号。
9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做C/A码(又叫S码),用于精密定位的精密测距码叫P码10、GPS系统中各组成部分的作用:卫星星座1、向广大用户发送导航定位信息。
2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息,并通过GPS信号电路,适时的发送给广大用户。
3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令,适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。
地面监控系统地面监控系统包括1个主控站,3个注入站和5个监测站。
1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。
第一章绪论1、GPS的应用:导航、授时、定位测量2、卫星定位经历了三个发展阶段:卫星三角测量、卫星多普勒测量、GPS卫星定位测量卫星三角测量:卫星仅作为一种空间动态观测目标,由地面通过拍摄卫星的位置而测定地面点的坐标。
卫星多普勒测量:利用地面跟踪站上的多普勒测量资料可以精确确定卫星轨道。
定位原理是基于“多普勒效应”3、子午卫星系统:利用多普勒效应进行导航定位,也被称为多普勒定位系统。
(6颗卫星,6个轨道,轨道夹角30,轨道倾角90,卫星高度1075,周期107min)局限性:①一次定位所需时间过长②不是连续的、独立的卫星导航系统③效率低、精度低4、GPS在各个领域的应用:①军事:配备GPS的士兵;导航的导弹;核潜艇;舰载飞弹②交通运输:航运、航空搜索;陆路交通(车辆导航、监控);船舶远洋导航和进港引水③测量:建立和维持全球性的参考框架;板块运动和监测;建立各级国家平面控制网;布设城市控制网、工程测量控制网,进行各种工程测量;在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用。
④其他:精细农业;遥感;卫星定轨;资源勘探;GPS气象学;个人旅游…5、美国政府的GPS政策SPS:标准定位服务,使用C/A码,民用PPS:精密定位服务,可使用P码,军用SA:选择可用性技术;1991.7.1-2000.5.2;人为降低普通用户的测量精度;方法:降低星历精度(加入误差);卫星钟加高频抖动(短周期,快变化)AS:反电子欺骗技术;1994.1.31-今天;P码加密。
P+W→Y6、GPS现代化:①在Block IIR卫星的L2载波上调制C/A码,在Block II F卫星中增加f =1176.45MHz的民用频率;②增强卫星信号强度,增加抗干扰能力;③增设新的军用码(M码),与民用码分开,并具有更好的保密性和抗干扰能力;④使用新技术,以阻止或干扰敌方使用GPS;⑤军用接收机具有更好的保护装置,特别是抗干扰能力,具有快速初始化功能。
GPS系统应用基础必学知识点1. GPS的原理:GPS系统由一组在地球上运行的卫星和接收器组成。
卫星传输位置和时间信息,接收器收集卫星信号并计算接收器与卫星之间的距离,进而确定接收器的位置。
2. GPS的基本结构:GPS系统由24颗工作卫星、地球上的控制站和用户接收器组成。
每颗卫星都维持精确的轨道,通过射频信号与控制站保持通信。
3. GPS的工作原理:GPS接收器通过接收来自至少4颗卫星的信号,并计算出与每颗卫星的距离,利用三角测量原理确定接收器的位置。
接收器还通过测量信号的传播时间来确定接收器与卫星之间的距离。
4. GPS的定位精度:GPS的定位精度取决于接收器的技术水平和接收到的卫星数量。
较高级别的GPS接收器通常具有更高的精度,同时接收到的卫星数量也影响精度。
5. GPS的应用:GPS系统广泛应用于航空导航、车辆定位、地理信息系统(GIS)、户外活动、勘测和地图制作等领域。
它还被用于船舶导航、农业、气象预报和科学研究等领域。
6. GPS接收器的选择:在选择GPS接收器时,需要考虑接收器的性能、价格和所需的功能。
接收器可以有不同的定位精度、屏幕大小、电池寿命和导航功能等。
7. GPS错误和修正:GPS定位可能受到信号阻塞、多径效应、大气延迟等因素的影响,导致定位误差。
为了减少这些误差,需要进行误差修正,如差分GPS技术和增强型GPS技术。
8. GPS的未来发展:GPS技术在不断发展,包括提高精度、增加卫星数量、增强导航功能和对农业、交通等领域的应用。
此外,与其他导航系统的整合也是未来的趋势。
超级工程北斗学习笔记自从1957年前苏联发射全世界第一颗人造地球卫星开始,宇宙空间继陆地、海洋、大气层之后成为人类活动的第四疆域。
之后,科学家们发现相对运动会引起多普勒频移现象,据此开始构建全球定位系统。
理论上来看,四星就可完成定位,当然这仅仅适用于理论条件下。
从1978年开始,美国硬是往天上打了24颗卫星,形成了现在的GPS。
该系统于1995年全面建成,分为军用和民用两种定位模式,其中民用方式向全球免费开放。
GPS是个好东西,直接把地图行业锤死了,也给很多路盲司机带来了福音,对人们生活品质的提升相当大。
“天下没有免费的午餐”,在享受便利的时候,GPS也确实不免费:一、生产终端设备所需的GPS接收器模块要向美国支付许可费,买产品的时候就已经包含在价格里了;二、GPS开放的是民用级,精度比军用级差得多;三、主动权掌握在别人手里,真要打起仗来岂不是抓瞎。
在国家安全这件事上可不能省。
经过二十多年艰苦卓绝的努力,我国终于成功研制了北斗卫星导航系统,从2017年开始超高密度发射,预计2020年间全面建设完成,对全球开放。
4月21日新华社报道,国家发改委首次将卫星互联网列入新基建-信息基础设施范畴,该范畴其他纳入项包括5G/物联网/工业互联网。
此次新基建范畴推出标志着社会将进入“万物互联”时代,无间断、高速、低延时的通信网络将成为基础设施,卫星互联网将成为5G地面网覆盖不足的有效补充。
北斗6月最后一颗卫星将发射,全球组网收官在即:据人民日报海外版4月13日消息,第55颗北斗导航卫星(北斗三号第30颗/最后一颗组网卫星)已如期运抵西昌发射中心,计划将于5月发射入轨,届时北斗全球星座部署将全面完成,将提供有源、无源定位服务两种技术体制,为全球用户提供定位、测速、授时、全球短报文通信、国际搜救服务。
5月14日,中央企业北斗产业协同发展平台正式成立,是由兵器工业、航天科技、中国电科等12家中央企业共同倡议发起成立的公益性组织,兵器工业担任首届理事长单位。
高二地理必修三知识点总结gps GPS(全球卫星定位系统)是一种基于卫星技术的定位系统,广泛应用于地理学领域。
在高二地理必修三中,我们学习了与GPS相关的知识点。
本文将对这些知识点进行总结,以帮助同学们更好地理解和掌握GPS技术。
1. GPS的原理与组成GPS由三个主要组成部分构成:空间部分、地面控制部分和用户接收部分。
空间部分由24颗GPS卫星组成,它们围绕地球轨道运行。
地面控制部分负责监控和控制卫星的运行状态,发送导航电文给卫星。
用户接收部分则是我们手持设备上的接收器,通过接收卫星发出的信号来计算位置信息。
2. GPS的定位准确性与误差GPS定位的准确性受到多种误差的影响。
其中,最主要的误差包括:信号传播误差、钟差误差、大气层误差、多径效应和精度误差。
这些误差来源于卫星本身、地球大气层和接收器等因素。
为了提高GPS的定位准确性,可以采取差分GPS、RTK(实时动态定位)和PPP(精密单点定位)等技术。
3. GPS在地理领域的应用GPS在地理学领域有着广泛的应用。
首先,GPS可以提供精确的地理定位和导航服务,用于船舶、飞机和汽车等交通工具的导航。
其次,GPS还可以用于地震监测和地壳变形的研究,通过监测地壳移动来预测地震和研究地质活动。
此外,GPS还可以用于气候研究、城市规划和土地利用等方面的应用。
4. GPS与地理信息系统(GIS)的结合GPS与地理信息系统(GIS)的结合,可以实现更加精细和准确的地理数据采集和空间分析。
通过GPS定位数据的采集,可以获取准确的地理坐标,进而构建地理数据库。
在GIS中,可以利用GPS提供的定位数据来进行地图制作、路径规划、资源调配等功能。
5. GPS在社会生活中的应用除了在地理学领域,GPS也在我们的社会生活中得到了广泛的应用。
例如,GPS导航系统已经成为现代汽车中的标配,为驾驶员提供精确的导航服务。
此外,GPS还可以用于户外运动、手机定位、物流配送和航空航天等领域。
影响捕获算法的两个因素:1、捕获的数据长度,对于信噪比比较高的信号,捕获的数据长度取1~2ms即可,对于微弱信号增加数据长度可以提高捕获的信噪比,去4~10ms。
2、多普勒频移搜索的步长。
GPS信号采样频率不能是PRN码速率的整数倍,否则将导致采样与PRN码同步,当使用两组时差小于单位采样时间的采样点采样时总会得到相同的采样数据。
数字信号处理过程中得到的PRN码的起始点初始相位的精确解的精度不会高于单位采样时间。
实际中,采样频率不能是PRN加上或者减去多普勒频移所得的频率值的整数倍,甚至也不要接近这个频率值的整数倍,否则采样数据会比较接近,需要较长的时间的数据才能检测到采样数据的时间差。
由于C/A码的周期是1ms,要完成码的剥离必须搜索到码相位,所以使用的捕获数据的最小长度是1ms。
当码相位搜索步长由1个采样点增加到n个采样点(1/2个码元)是,输出信噪比变化不大,基本不会影响捕获。
但是超过这个值,卫星信噪比会严重衰减,从而使捕获能力减弱。
频率步长的选择范围是0到单次相关运算捕获数据长度的倒数,频率步长增加时,捕获速度减慢,捕获精度提高,捕获能力提高。
顺序搜索算法的捕获速度随着N和K的增加或者频率步长的减小而减慢,捕获精度取决于开始是码相位搜索步长和频率搜索步长的设置,捕获能力随着N和K的增加或者频率步长的减小而增加。
综合各方面的考虑,当取N=1,K=1,频率步长step=500Hz时可以得到比较理想的捕获性能。
基于圆卷积的FFT捕获算法捕获速度取决于K值的增加,与顺序搜索算法相比要快得多,捕获的码相位精度为单位时间的采样时间间隔,频率解精度取决于步长设置,捕获能力随着K值的增加和步长减少而增强。
在捕获精度方面,顺序捕获算法和FFT频域搜索算法码相位精度都可以调节,但是基于圆卷积的FFT捕获算法的码相位搜索步长只能取一个采样点,在捕获数据长度不变的情况下,顺序捕获算法和基于圆卷积的捕获算法的频率搜索步长都能调节,但是FFT频域搜索算法只能依靠增加数据长度来提高频率解精度。
在捕获能力方面,等捕获速度相同的条件下,基于圆卷积的FFT捕获算法可以捕获更多的卫星。
通过测量本地PRN序列的真实起始点可以获得精确的时间解,而要想获得输入信号中的真实起始点的方法:使用三种信号:即时、超前和滞后信号。
本地产生的PRN码看成是即时码,在这个基础上,以固定间隔生成超前和滞后码。
扩频通信的意义:在给定的传输速率C下,频带宽度W和信噪比P/N是可以相互转化的,即可以通过增加频带的方法,在较低的信噪比情况下传输信息。
扩展频谱换取要求的信噪比降低,就是扩频通信的重要特点。
GPS电文格式:接收电文数据为50Hz,每帧数据1500bit,分为30s传送,分成5个子帧,每个子帧300bit,6s传送,传送完整的历书需要25帧,37.5kbit,12.5min,GPS接收机一旦开始工作就必须一次性将历书接收完整。
每个子帧300bit分成10个字,每个字30bit,每个字最后6bit均为奇偶校验码。
C/A码由两个十级线性反馈移位寄存器按照不可分解的多项式组合而成。
寄存器有共同的1.023MHz的时钟驱动,所有寄存器置一个初始状态,两个十级移位寄存器分别为G1和G2,其中G2输出抽头决定了不同的C/A码,G1的输出抽头固定为第十级寄存器,G1和G2的输出抽头进行抑异或,结果为C/A码序列。
在一般的通讯中载波的作用是传送运输调制信号,当调制波到达接收机并解调出调制信号后,载波就不再起作用了。
但在全球定位系统中,载波除了更好的传送测距码和导航电文外,本身也被当作一种测距信号来使用。
载波相位测量的精度很高,在高精度GPS定位中应用相当的广泛。
由于m序列的周期性,其自相关函数也是一个周期函数。
并且当两个m序列彼此的偏差在一个码位以内时,其相关函数值急剧增大,而在一个码位以外,函数值很小。
Gold码是由两个长度相同的互相关系数极大值为最小的m序列逐位模2加所得到的码序列。
用户位置可以用四颗卫星的数据,采用最小二乘法求解。
在多普勒频移测量方面,为了避免出现多普勒计数的双值性,用户接收机不是直接测量接收频率与发射频率之差,而是测量接收频率与本机基准频率之差,求其多普勒计数值。
根据DSP的特点,FPGA使用双缓冲区方式,将数控AGC输出的16个Zbit数据拼成32bit 保存在当前缓冲区中并且每个缓冲区最多保存6000个32bit数据。
如果填满当前缓冲区,自动切换到下一个缓冲区、同时向DSP发出中断,通知DSP读取数据。
DSP 主要完成的任务:数字混频,伪码相关,捕获跟踪。
解扩通过本地伪码信号和接收信号相乘实现,解扩之后,恢复出原始的窄带数据信号,同时噪声、多址干扰等不相关的信号仍然保持为宽带信号,经过低通滤波器就可将杂质信号的大部分滤除。
传统的GPS 接收机中,包括了伪码解扩和数据解调两个过程,解扩在码延迟锁定环中完成,得到数据码调制的载波,在用一个Costas 环就可以将载波剥离,最终得到数据码。
我国北斗二代导航系统的最新发展:打算OS 服务模式的调制方式修改成如下:中心频率:1575.42MHz ,码速率:1.023MHz ,符号速率(导航码速率):50/100Hz ;调制方式:MBOC (6,1,1/11)。
关于MBOC(6,1,1/11):这是从频域上对MBOC 进行了定义,其功率谱密度是数据通道信号和导频信号的联合功率谱密度。
其功率谱密度表达式为:(1,1)(6,1)101()()()1111signal BOC BOC G f G f G f =+式中1/11指数据和导频通道中BOC(6,1)的功率只和占总功率的1/11。
北斗系统定时播发时钟同步信号,所有北斗终端可输出北斗系统的精确时间信息,以校对SCADA 系统各类设备的时钟,保证系统同步。
北斗导航系统的主要特点是将精确定位和短电文通信两项功能结合在一个系统中。
北斗系统具有定位、短数据通信和授时功能。
授时:PNT未来全球导航卫星系统GNSS 包括:北斗/GPS/GLONASS/伽利略。
北斗导航相对与其他卫星导航系统的显著优势在于可为卫星导航用户提供系统级服务。
例如:针对授时用户,专门搭载单向和双向授时信息。
通过授时完成与系统之间的时间和频率同步,提供100ns (单向)和20ns (双向)的时间同步精度。
“北斗一号”系统是双向的,用户首先发射需要定位的信号,通过卫星转发至地面控制中心,地面控制中心解算出位置后再通过卫星转发给用户,这实际上是既有定位又有通信功能,但是有容量限制。
除了有北斗用户机之外,还需要到北斗星通公司办理一定的手续才能使用北斗系统。
该系统用户容量通常每小时仅为540000次。
北斗一号卫星定位系统由两颗地球静止卫星(80°E 和140°E )、一颗在轨备份卫星(110.5°E )、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。
北斗一号的覆盖范围是北纬5~55°,东经70~140°之间的心脏地区,上大下小,最宽处在北纬35°左右,其定位精度为水平精度100米,设立标校站之后为20米,公共频率2491.75MHz 。
定位原理:以2颗卫星的已知坐标为圆心,各以测定的本星至用户机距离为半径,形成2个球面,用户机必然位于这2个球面交线的圆弧上。
电子高程地图提供的是一个地心为球心,一球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。
求解圆弧线与地球表面交点即可获得用户位置。
卫星导航应用产业,已成为世界八大无线产业之一,也是全球信息产业中发展最快的产业。
北斗系统是双星有源定位,可以全天候、全天时提供区域卫星导航信息的导航系统。
卫星并不发射导航电文,也不配备高精度的原子钟,只是用于在地面中心站与用户之间进行双向信号中继。
用户终端为仅带有定向天线的收发器,用于接收中心站通过卫星转发来的信号和向中心站发射通信请求,不含定位解算处理器,设备相对比较简单。
终端可以分为定位通信型(基本型用户机)、通信型、授时型和管理型(指挥型)用户机。
用户还可以进行精密授时,地面中心站将发送标准时间和卫星的位置信息。
用户进行单向授时时,接收此信号与本地时钟进行比对,计算出差值,然后调整本地时钟与标准时间对齐,单向授时精度为100ns;进行双向授时时,就将对比结果经卫星装发回地面中心,由地面中心计算出本地时钟和标准时间的差值,再经两颗卫星之一转发给用户,用户按此事件调整本地时钟与标准时间信号对齐,双授时精度为20ns。
北斗用户容量取决于卫星的可用频带宽度、信号的调制和编码方式以及地面中心站的运算速度,用户容量是有限的。
还取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。
赤道地区的精度比较低。
极高纬度因不能有效覆盖而无法使用。
北斗导航系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间双向数字报文通信能力,一般一次可以传输36个汉字,进核准的用户利用连续传输方式可以传输120个汉字。
北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。
北斗系统的缺陷:一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性,在军事上不利;二是设备必须包含发射机,在体积、重量、价格和功耗方面处于不利的地位。
北斗导航定位系统是由太空的导航通信卫星、地面控制中心和客户端三部分组成。
客户端是直接由用户使用的设备,主要用于接收地面控制中心经卫星转发的测距信号。
北斗系统采用它采用码分多址(CI)htA)制式,抗干扰性能大大优于现有的卫星导航系统。
由于是同步卫星,相对于终端来说,下行波束的角度很窄,也就是说,运动的地面终端必须不断调整天线的指向,在车船上,是靠一整套的稳定装置,对于高速运动的设备,这是几乎做不到的。
工作频段:中心站至卫星C波段,上行6 GHz,下行4 GH;用户机至卫星,上行为L 波段1 610MHz一1626.5MHz,下行为S波段,24 83.5MHz一25 00M Hz.传输速率:上行12.62 5kbps,下行31.25kbps。
用户机对卫星的可工作仰角范围:10°一75°。
GPS传输的中心频率是1.176GHz、1.227GHz和1.575GHz。
格鲁那斯传输的中心频率是1.192GHz、1.278GHz和1.575GHz。
北斗调制的方式为QPSK和BPSK。
GPS获得时间同步的方式为:使卫星和接收机同步以使之在完全相同的时间内产生相同的码字。
然后我们所要做的就是从卫星接收码字,在回头看看在多久之前我们的接收机生成了相同的码,时间差就是信号抵达我们的时间。
北斗二代的中心频率大致为:1561 MHz (E2), 1589 MHz (E1),1268 MHz (E6), and 1207 MHz (E5b)。
北斗二代的使用的码型极有可能是Gold码。