2第二讲GPS卫星导航定位系统概述概论
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GPS定位原理概述GPS的组成GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外,利用该系统,用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。
GPS计划始于1973年,已于1994年进入完全运行状态。
GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成:空间部分 GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。
这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。
卫星的运行周期约为12恒星时。
每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。
GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。
控制部分 GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同,这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。
主控站有一个,位于美国克罗拉多(Colorado)的法尔孔(Falcon)空军基地,它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时,它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现故障时,调度备用卫星,替代失效的工作卫星工作;另外,主控站也具有监控站的功能。
监控站有五个,除了主控站外,其它四个分别位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwajalein),监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星的工作状态;注入站有三个,它们分别位于阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwajalein),注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。
GPS卫星导航系统定位原理GPS(Global Positioning System)卫星导航系统是一种利用地球上的卫星和接收设备进行定位的系统。
它由一组卫星、地面控制站和接收设备组成,被广泛应用于航空、航海、交通运输、军事和民用等领域。
GPS系统的定位原理可以简述为:通过测量接收器和卫星之间的距离来确定接收器的位置。
GPS系统是由全球24颗卫星组成的卫星轨道组成,其中包括21颗操作卫星和3颗备份卫星。
这些卫星以不同的轨道高度绕地球运行,并通过无线电信号向地面用户发送定位和导航信息。
接收器接收到来自不同卫星的信号后,通过测量信号的传输时间和卫星位置信息,就可以计算出接收器和每颗卫星之间的距离。
通过测量接收器与至少三颗卫星之间的距离,就可以确定接收器的位置。
GPS接收器通过测量传输时间来确定卫星和接收器之间的距离。
这是通过计算信号在传输过程中经过的时间来实现的。
卫星发送出的信号经过大气层后到达该接收器,而大气层对信号的传播会影响传输时间。
因此,接收器需要考虑大气层延迟的影响,以准确测量传输时间。
为了减小大气层延迟对定位精度的影响,GPS系统使用了多种频率的信号来进行测量,并采用差分GPS技术来进一步提高精度。
差分GPS技术通过接收器和已知位置的参考接收器之间的测量差异来校正大气层延迟,从而提高定位精度。
卫星导航系统的定位原理还涉及了卫星轨道计算、钟差测量和车载设备的数据处理。
卫星轨道计算是通过测量卫星的位置和速度来确定其轨道的过程。
钟差测量是为了纠正卫星和接收器之间由于时间误差导致的距离测量误差。
通过这些测量和计算,GPS接收器可以确定接收器和卫星之间的距离,并计算出接收器的位置。
总之,GPS卫星导航系统的定位原理是通过测量接收器和卫星之间的距离来确定接收器的位置。
这涉及到测量传输时间和卫星位置、纠正大气层延迟和钟差误差等多个技术过程。
通过这种定位原理,GPS系统可以提供高精度的导航和定位服务,使得人们可以准确定位并导航到目的地。
二GPS介绍范文
GPS(全球定位系统)是由美国国防部建立的一种卫星定位导航系统。
它是由24颗组成的卫星组成的一个全球性的无线电导航系统。
它可以用
来提供准确的地理位置信息和定向指示,以及制定精确的时间,由于其准
确性和可靠性,GPS被广泛应用于军事、商业和民用。
GPS的历史可以追溯到上世纪60年代,当时美国研发出了第一颗导
航卫星。
美国计划在一旦在1978年正式投入使用,但是由于技术困难,GPS最终于1989年才真正投入使用,但是直到1995年,GPS才能提供全
面的全球服务。
GPS由三大部分组成:空间部分、地面载入系统和用户部分。
空间部
分包括24颗卫星,这24颗卫星组成一个网络,它们发射的电波能够被GPS接收机接收到。
地面载入系统是指每天对GPS卫星的位置、时间和各
种状态进行补充更新,以保证如实提供GPS服务。
用户部分包括GPS接收机,GPS接收机对收到的GPS信号进行处理,以获取所需的信息,也就是
确定自身的准确位置。
GPS的应用可以说是丰富多样,最常见的应用就是定位导航,它可以
帮助用户确定自身的位置,提供准确的定位导航服务。
此外,GPS还可用
于监控运输工具,还可能用于目标,包括失踪的人员或者物品等。
GPS全球卫星定位导航系统GPS全球卫星定位导航系统(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。
随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓,目前已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。
GPS系统的特点:1、全球,全天候工作:能为用户提供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。
不受天气的影响。
2、定位精度高:单机定位精度优于10米,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
3、功能多,应用广:随着人们对GPS认识的加深,GPS不仅在测量,导航,测速,测时等方面得到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大。
GPS发展在卫星定位系统出现之前,远程导航与定位主要用无线导航系统。
1、无线电导航系统●罗兰--C:工作在100KHZ,由三个地面导航台组成,导航工作区域2000KM,一般精度200-300M。
● Omega(奥米茄):工作在十几千赫。
由八个地面导航台组成,可覆盖全球。
精度几英里。
●多卜勒系统:利用多卜勒频移原理,通过测量其频移得到运动物参数(地速和偏流角),推算出飞行器位置,属自备式航位推算系统。
误差随航程增加而累加。
缺点:覆盖的工作区域小;电波传播受大气影响;定位精度不高。
2、卫星定位系统最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统(Transit),1958年研制,64年正式投入使用。
由于该系统卫星数目较小(5-6颗),运行高度较低(平均1000KM),从地面站观测到卫星的时间隔较长(平均1.5h),因而它无法提供连续的实时三维导航,而且精度较低。
GPS全球定位系统认识和设备使用概论GPS系统由三个部分组成,即卫星部分、控制部分和用户接收机。
卫星部分是GPS系统最重要的组成部分。
目前,全球定位系统由约30颗卫星组成,它们位于地球轨道上,每颗卫星沿着特定的轨道运行。
这些卫星以地球为中心并环绕地球运动,它们通过广播信号传输时间和位置信息。
控制部分由一系列地面站和控制中心组成。
地面站用于跟踪卫星的位置,并计算卫星发射的信号所需的时间。
控制中心负责控制卫星的运动和保持卫星所需的精确轨道。
用户接收机是GPS系统的最后一部分。
接收机是一种电子设备,用于接收来自卫星的信号并计算位置信息。
它通常由天线、接收器和计算机处理器组成。
天线用于接收来自卫星的信号,接收器负责解码信号并计算所需的时间和位置信息,计算机处理器用于存储和处理位置数据。
使用GPS设备需要以下几个步骤:1.定位:打开GPS设备,设备会自动并接收卫星信号。
一旦接收到足够数量的卫星信号,GPS设备就能够计算出你的当前位置。
2.显示:GPS设备通常有液晶屏幕,用于显示你的位置信息。
屏幕上会出现经度、纬度和海拔高度等位置数据,一些设备还会显示地图和导航功能。
3.导航:一些高级的GPS设备还具有导航功能,可以帮助你指导去一些目的地的路线。
你可以输入目的地的地址或坐标,设备会计算出最佳的路线并提供语音和图像导航指示。
4.记录:GPS设备还具有记录功能,可以记录你的行程和轨迹。
你可以使用设备的记录功能来追踪自己的运动轨迹,例如徒步、骑自行车或驾驶车辆时。
GPS设备在很多领域都有广泛的应用。
例如,在航海中,GPS设备可以帮助船只确定其准确位置和航向;在航空中,GPS设备可以辅助飞机导航和着陆;在汽车导航中,GPS设备可以提供实时的导航指示和交通信息;在户外运动中,GPS设备可以帮助追踪徒步、跑步或骑行的轨迹。
总之,GPS全球定位系统是一种通过接收卫星信号来确定位置的定位系统。
使用GPS设备可以帮助我们准确定位并提供导航、记录等功能,广泛应用于航海、航空、汽车导航和户外运动等领域。