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GPS定位坐标
1. 介绍
GPS（Global Positioning System）是一种全球定位系统，利用卫星信号来确定地球上任何一个点的位置。
它通过三个或更多的卫星发射的信号，用来测量接收器的距离和位置。
GPS定位坐标是通过这些卫星信号计算得出的经度和纬度坐标。
2. GPS的工作原理
GPS系统主要由三个部分组成：卫星系统、控制系统和用户接收器。
卫星系统由一组维持在大约20200公里轨道上的卫星组成，它们不断地向地面发射信号。
控制系统负责维护卫星的轨道、状态和时间的准确性。
用户接收器则接收来自卫星的信号，并通过计算接收器与卫星之间的距离来确定接收器的位置。
GPS定位坐标是通过测量接收器与至少四颗卫星之间的距离来计算得出的。
接收器接收到卫星发射的信号后，会测量信号发送和接收之间的时间延迟。
由于光速是已知的，接收器可以使用这个延迟时间来计算信号传播的距离。
通过测量与多个卫星的距离，接收器可以使用几何定位原理来计算自己的准确位置。
3. GPS定位坐标的表示方法
GPS定位坐标使用经度和纬度来表示一个地点的位置。
经度表示东西方向上的位置，范围从-180度到180度，以0度经线（本初子午线）为基准。
东经表示正数，西经表示负数。
纬度表示南北方向上的位置，范围从-90度到90度，以赤道为基准。
北纬表示正数，南纬表示负数。
GPS定位坐标通常使用度（°）、分（’）和秒（。
G P S导航定位原理以及定位解算算法TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-GPS导航定位原理以及定位解算算法全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称。
它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。
GPS用户部分的核心是GPS接收机。
其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。
其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。
导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。
本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分，基带信号处理部分可参看有关资料。
本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪，对伪距进行了计算，并对导航数据进行了解码工作。
1 地球坐标系简述要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系，地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。
因此，要描述GPS接收机的位置，需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。
地球坐标系有两种几何表达形式，即地球直角坐标系和地球大地坐标系。
地球直角坐标系的定义是：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向)，Y轴在赤道平面里与XOZ 构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。
GPS测量坐标系GPS（全球定位系统）是一种全球性的卫星导航系统，广泛应用于定位、导航和时间同步等领域。
在GPS测量中，坐标系起着至关重要的作用。
本文将介绍GPS测量中常用的坐标系及其应用。
1. 地球坐标系（WGS84）地球坐标系是GPS测量中使用最广泛的坐标系，也是全球通用的地理坐标系。
它使用经度（longitude）和纬度（latitude）来描述地球上的位置。
经度指的是某位置距离本初子午线的东西方向距离，纬度指的是某位置距离地球赤道的南北方向距离。
WGS84坐标系是一种基于椭球面模型的坐标系，能够准确地描述地球上的各个位置。
它通常用于GPS设备和地理信息系统（GIS）中，用于定位和导航。
2. 地心坐标系（ENU）地心坐标系又称为局部大地坐标系，是一种以地球为中心的坐标系。
在地心坐标系中，地球的中心被定义为原点，x轴指向经度0°的点，y轴指向经度90°的点，z轴指向北极。
该坐标系在GPS测量中通常用于计算测量点之间的距离和方位角。
地心坐标系可以通过将地球坐标系（WGS84）中的经纬度转换为直角坐标来获得。
它具有较小的误差，适用于短距离测量和小范围应用。
3. 大地坐标系（Geodetic）大地坐标系是一种以地球为基准的坐标系，用于描述地球上的位置和形状。
它通过考虑地球的椭球形状和重力场来获得更准确的位置信息。
大地坐标系通常采用大地水准面和大地椭球体来描述地球表面的形状。
在GPS测量中，大地坐标系常用于计算测量点之间的高程差和斜距离。
4. 本地坐标系（Local）本地坐标系是一种以测量点为中心的坐标系，用于描述测量点周围的相对位置。
它是相对于地心坐标系或大地坐标系的一种局部坐标系。
本地坐标系通常用于图纸、工程测量和地理信息系统中，用于精确测量和定位。
它可以通过在地心坐标系中定义一个起始点和坐标轴方向来创建。
5. 投影坐标系（Projection）投影坐标系是将三维地理坐标映射到二维平面上的一种方式。
全球定位系统（GPS）详解全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
它对地面监控部实行全面控制。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。
它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
GPS测量的坐标系统与时间系统全球定位系统（GPS）是一种由美国政府运营的卫星导航系统，可提供全球定位、导航和时间服务。
它是许多现代技术和应用的基础，例如车辆导航、飞行导航、航海、地图绘制等。
GPS测量提供了一种在地球上确定位置的精确方法，但是它的坐标系统和时间系统需要特定的标准和约定来确保精度。
本文将介绍GPS测量中使用的坐标系统和时间系统，并讨论它们与其他GPS应用和技术的关系。
坐标系统GPS测量使用经纬度和高度来确定位置，这是因为它可以提供全球范围内的定位。
经度是一个位置相对于本初子午线的度数，可以从0度到360度，东经为正，西经为负。
纬度是一个位置相对于赤道的度数，可以从-90度到90度，北纬为正，南纬为负。
高度是一个位置相对于海平面的高度。
GPS测量使用的坐标系统是WGS 84（World Geodetic System 1984），这是一种由美国国防部和国家海洋和大气管理局发展的全球定位系统坐标系统。
WGS 84使用地球模型作为椭球体，将地球视为一个近似椭球体。
这个椭球体的参数被称为参考椭球体，在WGS 84中，参考椭球体的参数为a=6378137.0 m，f=1/298.257223563。
WGS 84是GPS定位用的最通用的地理坐标系，在大多数现代地图上都采用了WGS 84坐标。
此外，许多其他地理信息系统（GIS）和工程应用也使用WGS 84坐标系来表示地球上的位置。
时间系统在GPS测量中，时间系统也是至关重要的。
GPS测量使用一个基于原子钟的时间系统来测量信号的传播时间，并计算出接收器的位置。
原子钟比基于机械振荡器的钟表更为精确，可以维持极高的准确性。
GPS测量使用的时间系统是GPS时间，它是由GPS卫星提供的21个原子钟的平均值。
GPS时间以UTC（协调世界时）为基础，但它使用了其他一些修正来保持与UTC同步。
UTC是一个国际标准时间系统，它基于原子钟的时间，但考虑了地球自转的变化。
gps时间原理
GPS时间是指全球定位系统（GPS）卫星中的原子钟所显示的时间。
GPS卫星通过发送信号到地面接收器上的定位设备，
来确定地球上的位置和时间。
在GPS系统中，时间是一项非
常关键的因素，因为它需要提供高精度的位置信息。
GPS时间的原理可以概括为以下几点：
1.原子钟：GPS卫星上搭载着高精度的原子钟，一般为铷原子钟。
原子钟的稳定性非常高，可以提供非常准确的时间信号。
2.时间戳：每当GPS卫星发送一个信号到地面接收器时，信
号中都包含一个时间戳。
时间戳是一个记录了卫星发送信号时刻的时间信息。
地面接收器接收到信号后会解析该时间戳，并将其与接收到信号的本地时间进行比较。
3.纠正差距：由于GPS卫星上的原子钟与地面接收器上的时
钟可能存在微小的误差，地面接收器需要对这些误差进行纠正。
地面接收器会使用GPS卫星网络中的其他卫星信号来计算出
综合时间误差，并校正接收器的本地时钟。
4.GPS时间标准：GPS系统中有一个参考时间标准，称为GPS 系统时（GPS Time），它是由卫星上的原子钟所提供的精确
时间。
然而，由于GPS设备上的时钟可能存在漂移或不准确
的情况，因此还会有一个本地时钟，称为卫星导航定时（Satellite Navigation Timing，简称SNT）。
通过以上机制，GPS系统可以提供高精度的时间信息，以及
准确的位置信息。
这对于很多应用来说都非常重要，比如导航、时钟同步、地震监测等。
