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GPS精密星历目前，全球260多个lGS跟踪站中，我国占20多个，分布在武汉、拉萨、乌鲁木齐、昆明、上海等地,全球IGS网的GPS数据，由单台接收机交换(RINEX)格式生成的日观测和导航数据文件组成，其存储方式为ASCII码文本格式，内容包括观测值、导航星历信息、气象数据等。
这些数据经UNIX压缩后传送到相应的数据中心。
观测值文件包括从O0：O0：O0至23：59：59 GPS时段内所观测的数据。
采样率都采用标准的30s。
RINEX格式命名规则为：ssssdddf．yyt。
其中：SSSS表示测站名；ddd表示年积日(从1月1日起算)；f表示一天内的文件序号(时段号0，1等)；YY表示年号，如98表示1998，00表示2000等；t表示文件类型，0表示观测值，N表示星历，M 表示气象数据，G表示GLONASS星历，H 表示同步卫星GPS载荷的导航电文。
bjfs1230．040是一观测数据文件名，bjfs为站点代码(4字节)，123为年积日，0为时段号，04代表2004年，O为文件性质码，代表观测文件。
bjfs1230．04n为站点广播星历文件，性质码用n表示，其中auto1230．04n 为广播星历文件，是必须下载的文件。
bjfs1230．04m 为气象数据文件，性质码用ITI表示。
IGS提供的重要信息不仅包括IGS跟踪站的观测值数据，还包括站点坐标、相应的框架、历元和站移动速度等。
IGS站坐标采用ITRF坐标。
IGS精密星历采用sp3格式，其存储方式为ASCII文本文件，内容包括表头信息以及文件体，文件体中每隔15 min给出1个卫星的位置，有时还给出卫星的速度。
它的特点就是提供卫星精确的轨道位置。
采样率为15分钟，实际解算中可以进行精密钟差的估计或内插，以提高其可使用的历元数。
1．命名规则常用的sp3格式的命名规则为：tttwwwwd．sp3其中：ttt表示精密星历的类型，包括IGS(事后精密星历)、IGR(快速精密星历)、IGU(预报精密星历)三种}wwww表示GPS周；d表示星期，0表示星期日，1～6表示星期一至星期六。
一、名词解释1.导航电文GPS卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。
它主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态信息以及C/A码转换到捕捉P码的信息。
2.伪距答：GPS定位采用的是被动式单程测距。
它的信号发射时刻是卫星钟确定的，收到时刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至接收机的距离中，不可避免地包含着两台钟不同步的误差影响，所以称其为伪距。
3.静态定位如果在定位时，接收机的天线在跟踪GPS卫星过程中，位置处于固定不动的静止状态，这种定位方式称为静态定位。
4.GPS全球定位系统GPS全球定位系统是一个空基全天候导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间获取一个通用参照系中的位置，速度和时间信息的要求。
5.岁差在日月引力和其他天体引力对地球隆起部分的作用下，地球自转轴方向不再保持不变，这使春分点在黄道上产生缓慢的西移现象，这种现象在天文学中称为岁差。
6.星历误差答：实际上就是卫星位置的确定误差。
星历误差是一种起始数据误差，其大小主要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。
7.SA技术答：其主要内容是：（1）在广播星历中有意地加入误差，使定位中的已知点（卫星）的位置精度大为降低；（2）有意地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟的频率产生快慢变化，导致测距精度大为降低。
8.差分GPS答：利用相距不太远的两个GPS 测站在同一时间分别进行单点定位时所受到的卫星星历误差、大气延迟误差和卫星钟差等误差源的空间相关性较好的原理，利用基准站上的观测结果求得上述误差的影响并通过数据链将误差改正数发送给流动站从而提高流动站定位精度。
9.相对定位答：将两台接收机分别安置在基线的两个端点，其位置静止不动，并同步观测相同的4颗以上GPS卫星，确定基线两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这种定位模式称为相对定位。
10.相对论效应答：GPS卫星在高20200km的轨道上运行，卫星钟受狭义相对论效应和广义相对论效应的影响，其频率与地面静止钟相比，将发生频率偏移，这是精密定位中必须顾及的一种误差影响因素。
《GPS 原理与应用》课程考试 试卷（A ）答案一、名词解释（共6小题，每小题3分，共18分） 1.整周跳变：由于仪器线路的瞬间故障、卫星信号被障碍物暂时阻断、载波锁相环路的短暂失锁等因素的影响，引起计数器在某一个时间无法连续计数，这就是所谓的整周跳变现象(简称周跳)。
2.导航电文：由卫星向用户发送的有关卫星的位置、工作状态、卫星钟差及电离层延迟参数等信息的一组二进制代码，也称数据码。
3.卫星星历误差：由卫星星历给出的卫星轨道与卫星实际轨道之差。
4.静态绝对定位：是指在GPS 接收机天线处于静止状态下，确定测站的三维地心坐标。
5.广域差分GPS ：在相当大的区域中均匀布设少量GPS 基准站，各基准站均将观测值送往数据处理中心以便卫星星历误差、卫星钟差、电离层延迟模型等分离出来，并播发给用户的差分GPS 系统称广域差分GPS 。
6.同步图形环：由不同时段的基线向量首尾相接构成的闭合图形。
二、单选题（共10小题，每小题1分，共10分） 1.以下哪个因素不会削弱GPS 定位的精度（D ） A 晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点置于树荫下进行观测 B 测站设在大型蓄水的水库旁边 C 在SA 期间进行GPS 导航定位 D 夜晚进行GPS 观测 2.GPS 卫星信号的基准频率是多少？（B ） A 1.023MHz B 10.23 MHz C 102.3 MHz D 1023 MHz 3.GPS 测量中，卫星钟和接收机钟采用的是哪种时间系统？（B ） A 恒星时 B GPS 时 C 国际原子时 D 协调世界时 4.GPS 卫星之所以要发射两个频率的信号，其主要目的是为了（B ） A 消除对流层延迟 B 消除电离层延迟C 消除多路径误差 D 增加观测值个数 5.利用广播星历进行单点定位时，所求得的站坐标属于（C ） A1954北京坐标系B1980年西安坐标系CWGS-84 DITRF 6.在一般的GPS 短基线测量中，应尽量采用（C ） A 单差解 B 三差解 C 双差固定解 D 双差浮点解 7.载波相位测量值在历元间求差后可消去（D ） A 接收机钟差 B 卫星钟差 C 电离层延迟 D 整周未知数 8.某GPS 网采用某型号的GPS 接收机指标为：固定误差为3mm ，比例误差为2ppm ，对于一条2km 的基线，则该基线长度的中误差为（B ）院系：专业班级：姓名： 学号：装订线A4mmB5mmC2mmD3 mm9.美国GPS中的SA政策对GPS卫星钟影响所产生误差可以采用哪种方式减弱（A）A测站间求差 B卫星间求差 C历元间求差 DAS10.在高程应用方面GPS可以直接精确测定测站点的（A）A 大地高 B正常高 C水准高 D海拔高三、多选题（共5小题，每小题2分，共10分，错选、多选不能得分）1.GPS广播星历中包含哪些内容（ACD）AGPS卫星的六个轨道根数 BGPS观测的差分改正CGPS卫星钟的改正 DGPS卫星的健康状态2.GPS定位中，为了尽量减弱和消除电离层延迟可以采取以下那些方法（ABC）A采用差分方式观测 B控制基线长度C采用双频改正 D采用水汽辐射计3.对于导航电文的第三数据块，下列哪些说法正确？（ABCD）A 第三数据块包含在第四、五子帧中B 给出了其余GPS卫星的概略星历C 由25个页面组成D 可用于拟定观测计划4.产生整周跳变的原因包括（ACD）A接收机在高速动态下运行 B接收机电源故障C信号被干扰 D信号被遮挡5.GPS接收机天线平均相位中心偏差与（AB）有关A天线类型 B接收信号频率C卫星天线相位中心偏差DSA四、填空题（共12小题，36个空，每空0.5分，共18分）1.目前正在运行的全球卫星导航定位系统有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS。
导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。
它包含该卫星的星历、工作状况、时钟改正、电离层时延改正、大气折射改正以及由C/A码捕获P码等导航信息，也是由卫星信号中解调出来的数据码D(t)。
这些信息以50bit/s的数据流调制在载频上，数据采用不归零制（NRZ）的二进制码。
1、导航电文（D码）的内容（1）卫星星历（2）时钟改正（3）电离层时延改正（4）卫星状态（5）转换码2、导航电文的结构（1）基本构成（2）遥测码与转换码（交接字）（3）第一数据块（4）第二数据块（5）第三数据块导航电文的格式是：主帧、子帧、字码和页码。
每主帧电文长度为1500bit，播送速率为50bit/s，所以发播一帧电文需要30s时间。
每帧导航电文包括5个子帧，每子帧长6s，共含300bit。
第1、2、3子帧各有10个字码，每个字码为30bit，这3个子帧的内容每30s重复一次，每小时更新一次。
第4、5子帧各有25页，共有15000bit。
一帧完整的电文共有37500bit，要750s才能够传送完，用时长达12.5min。
其内容仅在卫星注入新的导航数据后才更新。
3、基本构成导航电文的内容包括遥测码（TLW）、转换码（HOW）、第一数据块、第二数据块和第三数据块等5部分。
4、遥测码与转换码（交接字）（1）遥测码（字）同步码：第1~8bit遥测电文：第9~22bit无意义连接比特：第23~24bit检校：第25~30bit每个子帧的第一个字码都是遥测码，作为捕获导航电文的前导。
其中所含的同步信号为各子帧提供了一个同步起点，使用户便于解释电文数据。
具体码位如下：第1~8bit为同步码（10001001），第9~22bit为遥测电文，包括地面监控系统注入数据时的状态信息、诊断信息和其它信息，以此指示用户是否选用该卫星。
第23、24bit无意义，第25~30bit为奇偶检验码。
（2）转换码Z计数：第1~17bit特殊标识1：第18bit特殊标识2：第19bit，同步标识，AS标识子帧标识：第20~22bit，第几子帧无意义连接比特：第23~24bit检校：第25~30bit每个子帧的第二个字码是转换码，它的主要作用是帮助用户从捕获的C/A码转换到P码的捕获。
GPS电文用户测距精度参数设计分析王陆潇;黄智刚;赵昀【摘要】为了研究卫星导航系统完好性参数设计对用户端完好性的影响,该文对GPS电文完好性参数中用户测距精度(URA)参数的分级方式及用户算法的变化进行了研究.采用实际国际GPS服务(IGS)广播电文数据与精密星历星钟数据进行仿真分析,证明了细化GPS用户测距精度分级方式的必要性.在此基础上,证明了采用相互独立的星历和星钟用户测距精度值能更好地描述卫星段误差.考虑传输段误差影响,利用广播星历构造卫星星座仿真分析了最坏用户位置处的测距误差,并采用加权法和最大方差法分别计算用户瞬时测距精度.对电文改进前后的两种区间划分标准和不同URA更新周期下的用户测距精度索引值进行比较分析.研究结果表明,导航电文采用5 bits将用户测距精度细化为32个区间能更好地区分不同卫星的测距误差,改善用户的完好性性能.【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(038)005【总页数】6页(P620-625)【关键词】卫星导航系统;完好性;用户测距精度;保护水平【作者】王陆潇;黄智刚;赵昀【作者单位】北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TN967.1完好性是对导航系统提供的服务不满足服务需求时的一种告警能力。
用户测距误差(User range error,URE)是导航系统精度性能的重要评估指标。
用户测距精度(User range accuracy,URA)是对卫星段和控制段造成的用户测距误差的1σ估计,间接影响用户的定位精度。
GPS电文采用用户测距精度索引值(User range accuracy index,URAI)来指示轨道拟合时间内的URA,使卫星导航系统具备服务的告警能力,从而保障系统的完好性性能。
关于AGPS,星历下载和GPS定位速度的讨论在其他地方看到一篇关于AGPS的讨论，觉得不错转过来给大家看看感谢原作者及参加讨论的各位机油+++++++++++++++++++++++++++也谈AGPS,星历下载和GPS定位速度的影响作者：seray现在很多手机都支持AGPS了，吹的很神乎，但真正是怎么一个原理，怎么实现，对GPS定位的关系以及制约因素却很少人知道。
所以在使用过程中有误区，也有困惑。
于是，我简单说说AGPS实现的原理和结合X500的应用吧：从GPS冷起说起。
GPS接收机冷起后，GPS接收机内是什么数据都没有的。
必须从零开始接受GPS卫星的信号，逐步分析当前头顶上每颗发送信号的卫星的频率，是什么编号，运行轨迹，才能最终锁定卫星；锁定好卫星，GPS终端才能定位自己的位置。
所以冷起后的定位非常慢，一般要在开阔地十几二十分钟，而室内或者信号不好的地方，几个小时都不一定定位得上。
一旦GPS终端定位成功，在GPS接收芯片的内存中，一般会一直保留/更新以下几个数据1.最后一次定位的经纬度（一个区域值）2.最后一次定位位置上空卫星的数量和轨迹以及预测的四小时之内这些卫星的位置。
（这就是短效星历）这两个数据非常关键。
依赖这这组数据，当GPS关机或者丢失信号之后，再次启动接受到卫星信号的时候，就可以不用去计算卫星轨道了，只要简单的调整配对，就可以锁定卫星，快速定位。
这也就是为什么GPS短暂的关机开机，进隧道出隧道，再次定位的速度都很快的缘故。
但应该注意这些数据都不是长期有效的，不能随时随地帮GPS实现快速定位。
一种情况是时间过期。
这GPS内存储的星历时效一般不超过4小时。
也就是说，如果你关了GPS超过四小时，即使没有大距离移动，仍然在原来的城市里，而GPS内的保留星历依然会因超时而失效。
此时头顶的卫星已经不是星历里记录的那几颗了，必须再次一颗一颗的去计算卫星轨道。
当然，此时“最后一次定位的经纬度”是有效的，有一个参考值，锁定卫星的速度还是比冷起稍微快一点点的。
实验四接收机位置解算及结果分析（选作）一、实验原理GPS接收机位置的导航解算即解出本地接收机的纬度、经度、高度的三维位置，这是GPS 接收机的核心部分。
GPS接收机位置求解的过程如下：前序实验已经提到，导航电文与测距码（C/A码）共同调制L1载频后，由卫星发出。
卫星上的时钟控制着测距信号广播的定时。
本地接收机也包含有一个时钟，假定它与卫星上的时钟同步，接收机接收到一颗卫星发送的数据后，将导航电文解码得到导航数据。
定时信息就包含在导航数据中，它使接收机能够计算出信号离开卫星的时刻。
同时接收机记下接收到卫星信号的时刻，便可以算出卫星至接收机的传播时间。
将其乘以光速便可求得卫星至接收机的距离R，这样就把接收机定位于以卫星为球心的球面的某一个地方。
如果同时用第二颗卫星进行同样方法的测距，又可将接收机定位于以第二颗卫星为球心的第二个球面上。
因此接收机就处在两个球的相交平面的圆周上。
当然也可能在两球相切的一点上，但这种情况只发生在接收机与两颗卫星处于一条直线时，并不典型。
于是，我们需要同时对第三颗卫星进行测距，这样就可将接收机定位于第三个球面上和上述圆周上。
第三个球面和圆周交于两个点，通过辅助信息可以舍弃其中一点，比如对于地球表面上的用户而言，较低的一点就是真实位置，这样就得到了接收机的正确位置。
在上述求解过程中，我们假定本地接收机与卫星时钟同步，但在实际测量中这种情况是不可能的。
GPS星座内每一颗卫星上的时钟都与一个叫做世界协调时（UTC，即格林尼至时间）的内在系统时间标度同步。
卫星钟差可根据导航电文中给出的有关钟差参数加以修正，其基准频率的频率稳定度为10-13左右。
而本地接收机时钟的频率稳定度只有10-5左右，而且其钟差一般难以预料。
由于卫星时钟和接收机时钟的频率稳定度没有可比性，这样，就会在卫星至接收机的传播时间上增加一个很大的时间误差，严重影响定位精度。
为解决这一问题，我们通常将接收机的钟差也作为一个未知参数，与本地接收机的ECEF坐标（ECEF坐标系的定义在前序实验中已经给出）一起求解。
