GPS知识简介
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《“GPS”卫星定位》知识清单一、什么是 GPS 卫星定位GPS 卫星定位,全称为全球定位系统(Global Positioning System),是一种基于卫星的导航和定位技术。
它通过接收来自太空中多颗卫星发射的信号,来确定地球上物体的精确位置、速度和时间信息。
GPS 系统最初是由美国国防部开发和维护的,如今已经广泛应用于各个领域,包括民用、军事、交通、测绘、农业等等。
二、GPS 卫星定位的工作原理GPS 卫星定位的工作原理主要基于三角测量原理。
太空中的 GPS 卫星会不断地发射包含卫星位置、时间等信息的无线电信号。
当地面上的 GPS 接收机接收到至少四颗卫星的信号时,就可以通过测量信号传播的时间,计算出接收机与每颗卫星之间的距离。
然后,利用这些距离信息和卫星的已知位置,通过复杂的数学计算,就能够确定接收机在地球上的位置(经度、纬度和高度)、速度以及时间。
三、GPS 卫星系统的组成GPS 系统主要由三个部分组成:空间部分、地面控制部分和用户设备部分。
1、空间部分由 24 颗卫星组成,这些卫星分布在 6 个轨道平面上,每个轨道平面上有 4 颗卫星。
卫星的轨道高度约为 20200 千米,运行周期约为 12 小时。
2、地面控制部分包括主控站、监测站和注入站。
主控站负责整个系统的运行管理和控制;监测站负责监测卫星的运行状态和收集数据;注入站则负责将导航电文等信息注入到卫星中。
3、用户设备部分即我们常见的 GPS 接收机,它可以是手持式的、车载式的、船载式的等等。
接收机接收卫星信号,并进行处理和计算,以提供位置、速度和时间等信息。
四、GPS 卫星定位的精度GPS 定位的精度受到多种因素的影响,例如卫星的几何分布、信号传播过程中的误差、接收机的性能以及周围环境的干扰等。
在理想条件下,民用 GPS 定位的精度可以达到 10 米以内。
但在实际应用中,由于各种误差的存在,精度可能会有所降低。
为了提高精度,可以采用差分 GPS 技术、增强型 GPS 系统或者与其他定位技术相结合的方法。
GPS的原理及数学知识应用1. GPS的基本原理GPS(全球定位系统)是一种通过卫星定位来确定地球上任意位置的系统。
它由三部分组成:空间部分、控制部分和用户接收机。
GPS的基本原理是通过接收来自多颗卫星的信号,利用三角测量的原理来计算出接收机所在位置的经度、纬度和海拔高度。
GPS信号由卫星发射并在地球上的接收机上接收。
接收机接收到多颗卫星发射的信号后,通过测量信号的传播时间来确定到每颗卫星的距离,再利用这些距离信息进行三角定位计算,从而确定接收机的位置。
2. GPS定位的数学知识应用GPS定位是基于数学计算的,以下是几种常见的数学知识应用:2.1 三角测量GPS定位中的核心原理是三角测量,即通过测量角度和距离来确定位置。
根据三角定位原理,接收机需要同时接收到至少三颗卫星的信号,并测量到这些卫星的距离,然后根据这些距离信息计算出接收机的位置。
这个计算过程涉及到三角函数的运算,例如正弦定理和余弦定理。
2.2 空间几何在GPS定位中,卫星和接收机之间的相对位置是非常重要的。
为了精确计算接收机的位置,需要考虑到卫星和接收机的空间几何关系。
这包括卫星的位置、接收机的位置和卫星与接收机之间的夹角等。
通过空间几何的计算,可以更准确地确定接收机的位置。
2.3 数值计算GPS定位中的计算过程涉及到大量的数值计算。
接收机需要通过测量距离、角度和时间来进行多个数值计算,包括三角函数的运算、方程求解和矩阵计算等。
这些数值计算过程对于确定接收机的位置非常重要。
3. GPS定位的误差及精度尽管GPS定位是一种非常准确的定位技术,但仍然存在一些误差。
以下是几种常见的GPS定位误差:3.1 信号传播延迟GPS信号在空间中传播的过程中会经历传播延迟,这是由于信号传播速度有限所导致的。
虽然这个传播延迟可以通过接收机进行校正,但仍然会引入一定的测量误差。
3.2 卫星轨道误差GPS卫星的轨道并不是完全理想的圆形,而是略微偏离正圆形。
这个轨道误差会影响到卫星位置的准确度,从而引入一定的定位误差。
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。
GPS定位原理及介绍GPS(Global Positioning System,全球定位系统)是一种利用人造卫星进行导航和定位的技术。
它由多颗卫星和地面控制站组成,可以提供全球范围内的三维定位服务。
GPS的原理是基于三角定位原理。
GPS接收器接收到来自多颗卫星的信号,并测量信号的传播时间来计算距离。
通过同时接收多颗卫星的信号,接收器可以利用三角定位原理计算出自己的位置。
GPS系统主要由三部分组成:卫星系统、地面控制站和用户接收器。
卫星系统是GPS系统的核心部分,由24颗运行在中轨道上的卫星组成。
这些卫星以几乎相同的轨道和速度运行,并在全球范围内分布,以确保至少有四颗卫星同时可见。
地面控制站用于监控卫星的运行状态和轨道参数,并传输相关数据给卫星。
用户接收器是GPS系统的终端,用于接收卫星信号并进行定位计算。
GPS定位的过程包括信号传播延迟补偿、距离计算、定位计算和坐标转换。
首先,接收器需要对接收到的卫星信号进行补偿,以消除信号传播过程中的延迟,得到准确的传播时间。
接下来,通过测量接收到的卫星信号的传播时间,可以计算出接收器与卫星之间的距离。
通过同时测量多颗卫星的距离,可以利用三角定位原理计算出接收器的二维位置。
最后,通过测量接收到的卫星信号的相位差,可以计算出接收器与卫星之间的高度差,从而得到接收器的三维位置。
GPS定位具有精度高、全球覆盖、实时性好等特点,已广泛应用于航空航天、军事、交通、测绘、导航、地质勘探等领域。
在航空航天领域,GPS技术可以用于导航系统、卫星轨道确定、导弹制导、飞行控制等方面,为飞行员提供准确的定位和导航信息。
在军事领域,GPS技术可以用于士兵定位、导弹导航、军舰航行等方面,提升军队的作战能力。
在交通运输领域,GPS技术可以用于车辆导航、交通监控、路况预测等方面,提供准确的导航服务和交通管理信息。
在测绘领域,GPS技术可以用于地图制作、地质勘探、土地测量等方面,提高测绘精度和效率。
gpsgis知识点总结GPS(全球定位系统)和GIS(地理信息系统)是目前地理信息技术中最常用的两种技术。
GPS是通过卫星定位系统来获取地理信息数据,而GIS是将地理信息数据进行管理、分析和展示的一种技术。
本文将对GPS/GIS的相关知识点进行总结,并探讨其在实际应用中的重要性和作用。
一、GPS(全球定位系统)知识点总结1. GPS的基本原理GPS是一种利用卫星定位技术获取地理位置信息的系统。
其基本原理是通过地面的接收装置接收来自卫星的信号,然后根据信号的时间差和信号源的位置来计算出接收装置所在的地理位置。
2. GPS的卫星系统GPS系统由一组至少24颗卫星组成,这些卫星分布在地球的轨道上,以确保在任何时刻都能够接收到至少4颗卫星的信号,从而实现定位功能。
3. GPS的定位精度GPS的定位精度取决于接收装置所接收到的卫星信号数量和质量,一般来说,接收到的卫星信号数量越多,定位精度越高。
4. GPS的应用领域GPS的应用领域非常广泛,包括航空航海、交通运输、地质勘探、气象预报、地震监测等。
5. GPS的发展趋势随着科技的不断进步,GPS技术也在不断发展,未来的GPS系统将更加精准和智能化,可以应用于更多的领域。
二、GIS(地理信息系统)知识点总结1. GIS的基本概念GIS是一种将地理信息数据进行管理、分析和展示的系统,它能够将空间数据和属性数据进行结合,并通过地图等方式展现出来。
2. GIS的数据类型GIS系统中的数据主要分为空间数据和属性数据两种。
空间数据包括点、线、面等几何对象的地理位置信息,属性数据包括这些对象的属性信息,如名称、面积、人口等。
3. GIS的数据来源GIS系统的数据来源非常广泛,包括地图、卫星影像、人口统计数据、气象数据等,这些数据通过数字化处理后可以被GIS系统使用。
4. GIS的数据处理GIS系统通过空间分析、地图制图、数据查询等功能对地理数据进行处理,从而生成各种分析报告、统计图表等输出结果。
一、GPS基础知识1、GPS的原理GPS 是Globol Position System (全球定位系统)的简称,该系统由美国政府建立,向全球用户提供免费服务。
完整的GPS系统分为天上和地下两个部分:在天上有24颗卫星在不停地转动,使得在地球任何一个角落,都至少可以看到3颗以上的卫星;在地下就是手持或者车载式GPS接收机,也就是我们所常说的GPS了。
当GPS接收机接收到三颗或三颗以上的卫星信号后,就可以计算出接收机所在的大地坐标,如果接收到四颗卫星,还可以计算出海拔高程,同时,卫星系统的时间信号也传送到了GPS上,如果您要对表,GPS上的时间是最可靠的。
需要说明的是,除了美国的GPS系统外,俄罗斯和欧洲也分别建立了自己的全球定位系统,但目前应用最普遍的还是美国的GPS系统。
2、GPS所使用的的坐标系统我们在描述地理位置的时候,常用的方法就是经纬度坐标。
经纬度坐标系统是以英国格林威治和赤道分别作为经度和纬度的零度点。
中国位于约东经70--120度,北纬--度的范围内,新疆位于。
在GPS系统内,经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择,一般有"hddd.ddddd"(度.度),"hddd*mm.mmm"(度.分.分),"hddd*mm"ss"(度.分.秒)。
度、分、秒的进制是60进制,但是度.度,分.分的进制是100进制,这一点在换算的时候要特别注意。
地球子午线(南极到北极的连线)长度39940.67公里,纬度一度合110.94公里,一分合1.849公里,一秒合30.8米,不同纬度的间距是一样的。
地球赤道圈长度40075.36公里,北京和乌鲁木齐地区在北纬40度左右,纬度圈长为40075*sin(90-40),因此这里的经度一度合85.276公里,一分合1.42公里,一秒合23.69米。
3、GPS的精度及SA政策理论上,GPS的定位精度可以到米级,美国佬出于安全考虑,人为限制民用GPS的定位经度,制定了SA政策(Selective Availability,美国防部为减小GPS精确度而实施的一种措施),当SA政策实施时,定位精度只有20-30米,但目前SA政策已经取消,民用GPS 的定位精度已经可以达到10米左右。
GPS经纬度知识1. GPS系统组成GPS是Gloabal Positioning System 的简称,意为全球定位系统,主要由地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机三大块组成,我们所使用的GPS包括手持机和车载导航机本质上都是GPS接受机。
2.GPS接收机接收机大大小小,千姿百态,有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。
一般常见的手持机接收L1信号,还有双频的接收机,做精密定位用的。
3.坐标系地形图坐标系:我国的地形图采用高斯-克吕格平面直角坐标系。
在该坐标系中,横轴:赤道,用Y表示;纵轴:中央经线,用X表示;坐标原点:中央经线与赤道的交点,用O表示。
赤道以南为负,以北为正;中央经线以东为正,以西为负。
我国位于北半球,故纵坐标均为正值,但为避免中央经度线以西为负值的情况,将坐标纵轴西移500公里。
北京54坐标系:1954年我国在北京设立了大地坐标原点,采用克拉索夫斯基椭球体,依此计算出来的各大地控制点的坐标,称为北京54坐标系。
GS84坐标系:即世界通用的经纬度坐标系。
6度带、3度带、中央经线。
我国采用6度分带和3度分带:1∶2.5万及1∶5万的地形图采用6度分带投影,即经差为6度,从零度子午线开始,自西向东每个经差6度为一投影带,全球共分60个带,用1,2,3,4,5,……表示。
1∶1万的地形图采用3度分带,从东经1.5度的经线开始,每隔3度为一带,用1,2,3,……表示,全球共划分120个投影带4. 经纬度的来源为了精确地表明各地在地球上的位置,人们给地球表面假设了一个坐标系,这就是经纬度线。
那么,最初的经纬度线是怎么产生?又是如何测定的呢?公元344年,亚历山大渡海南侵,继而东征,随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料,准备绘一幅“世界地图”。
他发现沿着亚历山大东征的路线,由西向东,无论季节变换与日照长短都很相仿。
于是做出了一个重要贡献——第一次在地球上划出了一条纬线,这条线从直布罗陀海峡起,沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。