第二章 GPS测量的坐标系统与时间系统
第一节 协议天球坐标系
天球的基本概念，天球坐标系，岁差与章动的影响，协议天球坐标系的定义与转换。
第二节 协议地球坐标系
地球坐标系，地极移动与协议地球坐标系，协议地球坐标系与协议天球坐标系的转换。
第三节 地球坐标系的其他表达形式
地球参心坐标系，天文坐标系，站心坐标系，高斯平面直角坐标系
第四节 大地测量基准及其转换
经典大地测量基准，卫星大地测量基准。
第五节 时间系统
世界时系统，原子时，力学时，协调世界时，GPS时间系统。
本章重点：协议地球坐标系与参心坐标系的关系。目的是使学生对GPS测量技术的轮廓有一个基本了解。
授
课 3 授课日期 3月3日
顺 序号 授课班级 测量041
课 题 一、坐标系统的类型、二、天球坐标系
教 学 1、掌握坐标系统的种类；
2、掌握环球坐标系和协议环球坐标系的概念、为卫星坐标计算打下基础。 目 的
教 重点 地球空间直角坐标系
学 难点 岁差与章动 课 型 课堂讲授 教 具 笔记本电脑
教 学 过 程 及 主 要 内 容
组织教学…………
复习旧课，引入新课：GPS定位的基本原理；
讲授新课：
一，坐标系统的类型；
1，地固坐标系与空固坐标系；
2，空间直角坐标系、球面坐标系、平面坐标系；
3，瞬时坐标系与协议坐标系；
二，天球坐标系；
1，天球坐标系的概念；
2，岁差与章动；
3、协议天球坐标系及其转换。
课堂小结：
！、天球的概念；
2、天球空间直角坐标系、天球球面坐标系及其转换；
3、岁差与章动的概念；
4、协议天球坐标系的建立。
课 外 作 业2.1
授
课 4 授课日期 3月8日
顺 序号 授课班级 测量041
课 题 地球坐标系
教 学
掌握地球坐标系和协议地球坐标系的概念
目 的
教 重点 协议地球坐标系 学 难点 极移
课 型 课堂讲授 教 具 笔记本电脑
GPS卫星分布在 6 个轨道平面内，每个轨道分布有 4 颗卫星，各轨道平面升交点的赤经相差 55 度。轨道倾角为 55 度，各轨道平面之内相距 60 度，在距地球 20200 公里的高空中运行。
GPS与INS（惯性导航）按综合深度可分为 松散综合 和 紧密综合 两类
GPS系统属于 被动式 导航定位系统，北斗双星导航定位系统属于
主动式
导航定位系统。（填主动式或被动式）
GPS的英文全称是 Global Positioning System ，汉语意思是 全球定位系统 。
不同空间直角坐标系间的转换，布尔萨七参数模型中，七个参数分别是ZYX、、， mzyx,,,
在开普勒七参数中， 椭圆长半径sa，偏心率se，真近点角sf 唯一地确定了卫星轨道的形状、大小及卫星轨道上的瞬时位置。
卫星轨道六要素有 升交点赤经Ω 轨道倾角i 近地点张角w 轨道长半轴a
轨道偏心率e 真近点角Mf 。
GPS的星历数据和用户定位数据都采用 WGS-84坐标系 坐标系统。
电磁波的频率越 小 ，电离层折射的影响大。
GPS信号包括 载波信号 测距码 和 导航电文 等信号分量，其中 测距码
码又包括 C/A 码和 P 码。
导航电文主要包括 卫星星历、 卫星钟改正参数 时间系统 工作状态信息以及 由C/A码确定P码的交换码 信息。
GPS定位建立在 全球大地系统 的基础上，它是以为 地球质心 原点与
地球 固连得坐标系，属于 协议地球坐标系 坐标系。
GPS网的基准包括 位置 基准、 方位 基准和 尺度 基准。
为了描述卫星之间的几何关系，引入了 几何精度因子 的概念。它反映了由于 几何关系 的影响造成的 测量精度 与 用户位置 间的比例系数，与坐标系的
无关 选择。（填有关或无关）
在GPS定位中，影响测量的偏差可以分为与 卫星 有关的偏差、与 信号传播 有关的误差、与 接收机 有关的偏差三类。
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（
《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
