GPS基本知识

《“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。

第一章1 .GPS卫星定位技术的发展概况：答：卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。

20世纪50年代末期，美国开始研制用多普勒卫星定位技术进行测速，定位的卫星导航系统，叫做子午卫星导航系统（NNSS）。

多普勒定位具有经济快速，精度均匀，不受时间和天气的限制等优点。

以此同时前苏联也开始建立了一个卫星导航系统，叫做CICADA。

由于发展的需要美国于1973年研制新建了GPS系统。

该系统是以卫星为基础的无线电导航系统，具有全能性，全球性，全天性，联系性和实时性的导航，定位和定时的功能。

能为用户提供精密的三维坐标，速度和时间。

GPS计划经历了方案论证，系统论证，生产试验三个阶段。

整个系统分为卫星星座，地面控制和监测站，用户设备三大部分。

再后来的30多年中全球又建立了GLONASS全球定位系统（俄罗斯），伽利略（GALILEO）全球定位系统(欧盟)；北斗导航定位系统（中国）。

不久的将来，它们将共同组成全球导航卫星系统GNSS，到那时全球导航卫星将有一百多颗，定位精度和定位速度都将大大提高。

2.GPS系统组成：GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。

GPS由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成卫星星座，记做（21+3）GPS星座。

24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°，即轨道的升交点赤经各相差60°。

GPS卫星的核心部件是高精度的时钟，导航电文存储器，双频发射和接收机以及微处理机。

GPS工作卫星的地面监控系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站。

卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。

地面监测系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。

这就需要地面站监测各颗卫星时间，求出钟差，然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。

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。

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。

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。

gps概述即全球定位系统（global positioning system）。

简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。

这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。

这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。

全球定位系统(gps)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。

其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。

经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗gps卫星星座己布设完成。

gps全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———gps星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———gps 信号接收机。

◆gps的前身gps系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统(transit），1958年研制，64年正式投入使用。

该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。

然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为gps系统的研制埋下了铺垫。

由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。

美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。

为此，美国海军研究实验室(nrl)提出了名为tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是gps系统精确定位的基础。

而美国空军则提出了621-b的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道该计划以伪随机码(prn)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的１％时也能将其检测出来。