gps导航卫星星历及历书参数意义

卫星导航电文讲解本文内容大纲如下：⚫GPS信号讲解⚫GPS的导航电文讲解⚫GLONASS信号⚫GLONASS信号构成⚫GLONASS导航电文⚫Galileo信号⚫Galileo 信号构成⚫Galileo导航电文⚫北斗⚫北斗信号构成⚫北斗导航电文⚫GPS信号讲解GPS 卫星传输的信号主要由三个部分组成：∙载波∙测距码(伪随机码)∙导航电文每颗卫星使用两种不同的测距码来对导航电文进行扩频：∙粗略码(C/A)，也称为民码，免费提供给全球用户使用，∙精细码(P)，也称为军码，主要用于政府和军事机构中的高精度应用。

∙C/A 码是长度为1,023 比特的伪随机码，传输速率为1.023 Mbps，即每毫秒重复一次。

GPS 系统采用码分多址技术，每颗卫星使用不同C/A 码，在同一频率上传输信号，接收机通过对C/A码的识别来确定信号来自哪颗卫星。

∙P 码是码长为6.1871 x 1012 比特的伪随机码，传输速率为10.23 Mbps，P 码的周期很长，每周重复一次。

自1994 年起，为了反电子欺骗，P 码被W码加密得到Y 码，通常称为P (Y) 码，仅限于军事应用。

导航电文，经测距码扩频后，调制到射频载波上。

L1 载波1575.42 MHz 频带上同时调制了C/A 和P (Y) 码信号。

L2 载波1227.6 MHz 频带上只调制了P (Y)码信号。

⚫GPS的导航电文讲解导航电文由一个含有37,500 比特的主帧组成，传输速率为50 bps，电文的传送时间为12.5 min。

主帧分成25 个页面或帧，每帧由5 个子帧构成，包括时间和钟差改正数、卫星健康状况、当前卫星的星历或精密的轨道信息、以及一部分历书(包含所有卫星粗略轨道信息)。

接收机接收每颗卫星的星历数据，来确定卫星的位置。

它还需要传输时间和钟差改正数来计算伪距，进而确定接收机的位置。

这些信息在前三个子帧中传输，接收机至少需要16 秒(在最坏情况下是30 秒) 来获取这些必要信息。

GPS卫星星历对基线解算的影响鄞州区土地勘测规划所张苏红宁波冶金勘察设计研究股份有限公司徐军｛摘要｝随着GPS应用范围的扩展，GPS定位技术在高精度变形观测中得到充分发展。

由于工程建设的需要，运用GPS相对定位技术对施工控制网进行变形监测，本文主要分析了采用不同的卫星星历对GPS基线解算的影响，提出了采用GPS精密星历进行GPS控制网变形监测。

关键词：GPS精密星历一、前言卫星的星历就是描述卫星运行轨道和状态的各种参数值，它是计算卫星瞬时位置的依据。

卫星星历按其来源的不同，可以分为两种：预报星历（广播星历）和实测星历（精密星历）。

1、广播星历卫星将地面监测站注入的有关卫星轨道的信息，通过发射导航电文传递给用户，用户接收到这些信号进行解码即可获得所需要的卫星星历。

即广播星历。

由卫星向用户播发。

可用于实时定位。

分C/A码星历和P码星历。

内容：分三部分，开普勒六参数、轨道摄动九参数、时间二参数。

由地面监测站测定卫星轨道外推轨道，精度25m。

2、实测星历一些国家根据自己的卫星跟踪站观测资料，经过事后处理直接计算的卫星星历，称为实测星历。

其精度忧于5cm利用精密星历及其它手段进行精密单点定位，精度可达0.1m。

GPS测量是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息，计算同一时刻地面接收设备到多颗卫星之间的伪距离，采用空间距离后方交会方法，来确定地面点的三维坐标。

因此，对于GPS卫星、卫星信号传播过程和地面接收设备都会对GPS 测量产生误差。

主要误差来源可分为：与GPS卫星有关的误差；与信号传播有关的误差;与接收设备有关的误差。

与卫星有关的误差主要有：卫星星历误差、卫星钟差、SA干扰误差、相对论效应的影响。

卫星星历误差是指卫星星历给出的卫星空间位置与卫星实际位置间的偏差,由于卫星空间位置是由地面监控系统根据卫星测轨结果计算求得的, 所以又称为卫星轨道误差。

它是一种起始数据误差, 其大小取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。

GPS广播星历计算卫星位置和速度GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位的技术，它利用卫星发射的广播星历来计算卫星的位置和速度。

星历数据是需要事先计算和上传给卫星的。

在GPS系统中，有31颗运行在中轨道上的卫星，其中至少有24颗是激活状态的。

这些卫星分布在不同的轨道上，每个轨道上约有4颗卫星。

卫星轨道分为6个球形环，每个环的倾角不同，倾角越大表示距离地球赤道越远。

每颗GPS卫星都具有精确的时钟，它们通过广播信号发送自身的位置和速度信息。

这些广播信号被接收器接收后，通过计算接收时间差来确定卫星与接收器之间的距离。

利用三个以上的卫星的广播信号，可以计算出接收器所在的位置。

星历数据是卫星的位置和速度信息，它用于计算接收器附近的卫星位置和速度。

星历数据包括每颗卫星的轨道参数（半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角、运动角频率）、卫星钟差和卫星偏差改正参数等。

星历数据的计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。

首先，需要从测量数据中估算卫星位置和速度。

接着，根据卫星轨道的数学模型和测量数据，通过插值和拟合等算法计算出卫星的位置和速度数据。

最后，通过计算误差和改正项进行数据校正。

这些校正项包括大气延迟、钟差、轨道摄动等。

星历数据的计算过程是集中在地面控制站完成的，然后通过双向通信链路上传给卫星。

卫星接收到星历数据后，会将其存储在内部存储器中，并通过广播信号发送给地面的接收器。

在接收器接收到卫星广播信号后，会利用星历数据来计算卫星与接收器之间的距离。

首先，接收器会粗略估算卫星位置，然后通过星历数据进行细化校正，最终得到精确的卫星位置和速度信息。

利用卫星位置和速度信息，接收器可以计算出自身的位置。

通过接收多个卫星的广播信号，接收器可以确定自身在地球的经度、纬度和海拔高度。

在接收器上，还可以通过计算卫星位置的变化来确定速度。

通过不同时刻测量卫星位置的变化，可以计算出接收器的速度矢量。

总结起来，GPS广播星历是用于计算卫星位置和速度的关键数据。

对Y2191855.04N星历的解读：
一、文件名Y2191855.04N
Y2194：字符测站名
185：年积日
5：一天内文件的序号
04：两位年号（2004）
N：指星历
二、END OF HEADER 文件头结束标签
三、某卫星某历元的星历数据：
四、红色标注为卫星PRN号，绿色为历元时刻：
对Y2191855.04O解读：
一、文件名：
Y2194：字符测站名
185：年积日
5：一天内文件的序号
04：两位年号（2004）
O：观测值
二、红色框内是文件头内容
绿色框内是文件头标签
三、红色框为RINEX版本号
绿色为数据类型
蓝色为观测值类型
四、蓝色为接收机编号、类型及版本
红色为近似坐标
绿色为天线偏心
五、绿色为缺省的波长因子
红色为观测值类型及排列顺序
蓝色为波长间隔
六、蓝色为一个历元的观测数据
红色为历元时刻
绿色为卫星数及卫星列表
黄色为接收机伸差
下面的数据就是各个卫星的观测值。

GPS星历要点范文一、GPS星历的定义和作用1.GPS星历是指卫星轨道参数数据，包括卫星位置、速度和时钟差等信息。

2.GPS星历是导航接收机确定自身位置的基础数据，它通过计算卫星和接收机之间的距离来推算出接收机的位置。

3.GPS星历的更新频率较高，通常每2小时更新一次，以确保定位的准确性。

二、GPS星历的数据格式1.GPS星历数据有两种格式：广播星历和精密星历。

2.广播星历是由GPS卫星通过无线信号广播给全球的接收机，它包含了卫星的序号、健康状态、位置、速度、时钟差等信息。

3.精密星历是由地面控制站通过测量卫星信号并进行数据处理得到的，它比广播星历更加精确，能够提供更准确的定位结果。

三、GPS星历的更新和分发1.GPS星历的更新是由GPS卫星和地面控制站共同完成的，地面控制站负责测量卫星信号并计算星历参数，然后将更新后的星历数据上传到卫星中。

2.更新后的星历数据由卫星广播给全球范围内的接收机，接收机通过接收到的星历数据确定卫星的位置和时钟差等参数。

3.接收机还可以通过互联网等方式获取精密星历，以提高定位的准确性。

四、GPS星历的使用和影响因素1.GPS星历是导航接收机定位的重要数据源，它直接影响到定位的准确性和可靠性。

2.GPS星历的准确性受多种因素影响，包括卫星的状态、地球引力、大气层延迟、信号干扰等。

3.对于移动接收机，由于接收到的卫星信号会不断变化，因此定位的准确性也会随着时间的推移而下降，需要及时更新GPS星历。

五、GPS星历的维护和管理1.GPS星历的维护和管理是由GPS系统的运营商负责的，他们负责收集、处理和分发星历数据。

2.运营商会定期更新GPS星历数据，并通过卫星广播、互联网等方式分发给接收机。

六、GPS星历的发展趋势1.随着科技的不断发展，GPS星历的数据量和精确性将进一步提高，可以提供更高精度的定位结果。

2.GPS星历的更新频率可能会增加，以进一步提高定位的实时性和准确性。

3.GPS星历的使用范围也将扩大，不仅在导航领域有广泛应用，还可以用于精确测量和科学研究等领域。

入门进阶：GPS信号结构及卫星星历给我留言给我写信RSS订阅邮件订阅网站承诺：阿邦网坚持写作客观独立的立场，永远不受金钱影响。

秉承为人民生活服务的宗旨，与您分享特邀帮手的经验和知识，帮您解决生活问题，提高生活品质。

本文系阿邦网独家稿件，未经许可，任何媒体和个人，不得全部或部分转载，违者必究。

标签：GPS入门GPS入门GPSGPS信号结构及卫星星历来源：周丽[点击放大]GPS卫星发射的信号是由载波、测距码和导航电文三部分组成的。

载波是指可运载调制信号的高频振荡波。

GPS卫星所用的载波有两个。

由于它们均位于微波的L波段，故分别称为L1载波和L2载波。

其中L1载波是由卫星上的原子钟所产生的基准频率f0=10.23MHz倍频154倍后形成的，即f1=154*f0=1575.42MHz，其波长λ1为19.03cm。

L2载波是基准频率f0倍频120后形成的，即f2=120*f0=1227.60MHz，其波长λ2为24.42cm。

采用两个频率的目的是为了较完善地消除电离层延迟。

采用高频率载波的目的是为了更精确地测定多普勒频移，从而提高测速的精度；减少信号的电离层延迟，因为电离层延迟是与信号频率f 的平方成反比的。

测距码是用于测定从卫星到接收机之间距离的二进制码。

GPS卫星中所用的测距码从性质上讲属于伪随机噪声码。

根据其性质和用途的不同，测距码可分为粗码（C/A码）和精码（P码或Y码）两类，每个卫星所用的测距码互不相同且相互正交。

粗码C/A码，又称为粗捕获码，它被调制在 L1 载波上，是 1MHz 的伪随机噪声码（PRN 码），其码长为 1023 位（周期为 1ms ）。

由于每颗卫星的 C/A 码都不一样，因此，经常用它们的 PRN 号来区分它们。

C/A 码是普通用户用以测定监测站到卫星间的距离的一种主要信号。

精码P（Y）码，又称为精码，它被调制在 L1 和 L2 载波上，是 10MHz 的伪随机噪声码，其周期为 7 天。

实验3 GPS卫星星历预报一.实验目的（1）了解星历预报的意义。

（2）掌握星历预报的方法，并学会使用软件进行卫星星历预报。

二. 实验说明为了使外业测量能顺利进行，有效利用可见卫星的时间区间，细致的计划是十分必要的.星历预报对监控测量活动仍然起着重要的作用。

它解答以下问题：1.对某一测站，何时PDOP值优于X，何时有多于Y颗可是卫星？2.想要同时测量X站。

何时对所有测站最佳？3.想要在给定的时间区间内进行测量，有多少颗可视卫星？4.测量位置部分被建筑物或树木遮挡，仍可得到较好的结果吗？目前常用数据处理软件做星历预报。

关于GPS数据处理软件，生产厂家不同，版本也各异，但星历预报的方法在本质上都是一致的。

三. 实验仪器（1）微机30套（2）广州市中海达测绘仪器有限公司处理软件30套以及说明书四. 实验方法星历预报在数据处理软件中进行，由于不同时间，测区上空的卫星个数分布和PDOP值都是变化的为了保证野外数据采集的质量，必须进行星历预报。

星历预报有两种方法：历书预报和实测预报。

（1）历书预报：这种方法是根据网上下载的星历文件的。

操作如下：从美国的\ftp\gps\almanacs\yuma网站下载一个大小约17~18kb名称为“Yuma*.txt”最新星历预报文件（文件名中的*代表数字），放置在用户计算机的某路径下，最后执行软件中的“星历预报命令。

（2）实测预报这种方法不需要从网上下载历书文件，而是通过实测数据文件进行预报。

使用接收机到野外开阔地带测15~30分钟，然后将数据传输至计算机，再通过软件加载此实测数据即可实现预报效果。

五. 实验内容（1）软件的安装和注册（2）星历预报操作方法六. 实验步骤(1) 中海达HDS2003处理星历预报1.软件的安装与注册实验中所用的软件HDS2003由中海达测绘仪器有限公司提供，可以从中海达公司官网上下载。

HDS2003数据处理软件包可以从光碟和硬盘中直接安装。

软件安装步骤如下：运行安装目录下光盘上的SETUP.exe文件，开始语言选择，如图1-1。

gps导航卫星星历及历书参数意义为了缩短卫星锁定时间，GPS接收机需利用历书、当地位置的时间来预报卫星运行状态。

历书与星历都是表示卫星运行的参数。

历书包括全部卫星的大概位置，用于卫星预报；星历只是当前接收机观测到的卫星的精确位置，用于定位。

历书是从导航电文中提取的，每12.5分钟的导航电文才能得到一组完整的历书。

下表是ICD-GPS-200规定的历书格式：说明类型字节单位卫星号short 2健康状况short 2偏心率float 4轨道参考时间long 4 s轨道倾角float 4 半周升交点赤经变化率float 4半周/s长半轴的平方根double8升交点赤经double8 半周近地点角距double8 半周参考时间的平近点角double8 半周卫星钟差改正float 4 s 卫星钟漂改正float 4 s/s 历书星期数short 2GPS星期数short 2GPS星期秒数long 4 s校验和 2利用历书和当地的位置，我们可以计算出卫星的方位和高度角，由此可以计算出当地能观测到的卫星和持续时间，即卫星高度角大于5°的出现时间。

GPS卫星星历参数包含在导航电文的第二和第三子帧中。

从有效的星历中，我们可解得卫星的较准确位置和速度，从而用于接收机定位和测速。

GPS卫星历书每30秒重复一次，有效期为以星历参考时间为中心的4小时内。

GPS卫星星历数据中各参数具体描述：1、ID: 卫星序列号2、Health: 卫星健康状况3、Week: GPS星期周数4、Toe Time of Applic(s): 星历参考时间5、IODE: 星历数据期号6、Eccentricity: 卫星轨道偏心率7、Orbital Inclination(rad): Toe时的轨道倾角8、Inclination rate (r/s) 卫星轨道倾角变化率9、Rate of Right Ascen(R/s): 升交点赤经变化率10、SQRT(A) (m^1/2): 轨道长半轴的平方根11、Dn 平均角速度校正值12、Right Ascen at Toe(rad): Toe时的升交点赤经13、Argument of Perigee(rad): 轨道近地点角距14、Mean Anom(rad): Toe时的平近点角15、Cuc(rad): 升交点角距余弦调和校正振幅16、Cus(rad): 升交点角距正弦调和校正振幅17、Crc(m): 轨道半经余弦调和校正振幅18、Crs(m): 轨道半经正弦调和校正振幅19、Cic(rad): 轨道倾角余弦调和校正振幅20、Cis(rad): 轨道倾角正弦调和校正振幅。

gps 卫星的导航电文名词解释1. 卫星位置信息：卫星的位置信息是GPS系统的基础。

每颗卫星都会不断发送自身的轨道参数和时间信息，这些信息被接收设备接收并计算出每颗卫星的具体位置。

2. 卫星时钟信息：卫星时钟信息用于确保GPS信号的时间准确性。

每颗卫星都配备有高精度的原子钟，它们会持续发送带有时间标签的信号，地面接收设备通过接收这些信号并解码时间标签，可以获得高精度的时钟信息。

3. 卫星健康状况信息：卫星健康状况信息包括每颗卫星的信号质量、工作状态等信息。

这些信息有助于地面接收设备判断哪些卫星是可靠的，以及它们的信号质量如何。

4. 地球中心导航数据：地球中心导航数据提供了地球的旋转信息以及其他与地球中心相关的导航数据。

这些数据可以帮助GPS接收设备确定其相对于地球中心的位置。

5. 星历参数：星历参数是描述每颗卫星轨道的参数集合。

这些参数描述了卫星在空间中的精确位置，以及其在轨道上的运动轨迹。

6. 卫星钟差参数：卫星钟差参数是用来修正卫星时钟与地面时间之间的差异。

由于卫星时钟的运行速度与地面时钟不完全一致，因此需要这些参数来确保时间的准确性。

7. 地球自转参数：地球自转参数描述了地球自转的速率和方向。

这些参数可以帮助GPS接收设备更准确地计算出其相对于地球表面的位置。

8. 大气校正参数：大气校正参数用于修正大气延迟对GPS信号的影响。

由于大气密度和大气中的电子含量会影响GPS信号的传播速度，因此需要这些参数来提高定位精度。

9. 广播信号参数：广播信号参数包括每颗卫星的信号频率、编码方式等信息。

这些参数是地面接收设备能够接收和解析卫星信号所必需的。

10. 加密与解密参数：加密与解密参数用于保护GPS信号的安全性。

为了防止未经授权的用户接收到GPS信号，GPS系统采用了加密技术。

只有拥有正确解密参数的用户才能接收到并解析出准确的GPS信号。