GPS定位原理与应用PPT课件

IVS Net (International VLBI Service)
7 Chen xiandong, Xi’an university of science and technology
SLR，Satellite Laser Ranging and CCD-Astrometrie
• Geodynamic Satellite (cannon ball) • GNSS (GPS,GLONASS, GALILEO) • Altimeter satellite (Meerestopographie)
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VLBI，Very Long Baseline Interferometry
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GPS定位原理与应用
第一章 绪论, Introduction to GPS
• 空间大地测量及其发展 • 卫星导航 • GPS的构成 • GPS导航、定位、授时原理 • GPS应用及发展前景
重点：GPS导航定位原理
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1.1 空间大地测量及其发展
古代大地测量 《史记-夏本计》： “左准绳，右规矩，载四时，以开九州，通九道” 经典大地测量 18世纪中叶之后的200年间 现代大地测量（空间大地测量） 20世纪50年代之后，VLBI，SLR，GNSS 激光测距仪，全站仪等。
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GPS的历史
1967-1969间进行先期试验研究
海军TIMATION：星座，测距测时原理，多颗试验卫星 空军621B：信号，频率
系统建设分三个阶段：
方案论证（1974-1978） 系统论证（1979-1987） 生产实验（1988-1993）
(GFO, ERS-2, Envisat, Topex, Jason) • Gravimetrie-Missions (ChAMP, GRACE) • Experimentelle Satelliten • CCD-Astrometrie
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北斗二代（COMPASS） 设计由5颗静止轨道卫星和30
颗非静止轨道卫星组成。2007年 4月14日第一颗；2009 年 04 月 15 日发射第二颗，到2011年有 12颗卫星覆盖中国国土以及周边 地区； 2020年三十几颗卫星覆盖 全球。
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GPS系统的构成
GPS包括三大部分：
GPS卫星星座（Space Segment） —GPS卫星, 卫星钟
空间大地测量与精密时频
• 相对论时空观：时间、空间 • 水钟, 机械钟,原子钟：铷、铯、氢、喷
泉钟、光钟…
NIST--美国国家标准与技术研究院 USNO--美国海军天文台 PTB--德国国家标准实验室 NPL--英国国家物理实验室 IEN--意大利国家实验室 ORB--比利时皇家天文台 …
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概述 General overview
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ILRS Net (International Laser Ranging Service) 9 Chen xiandong, Xi’an university of science and technology
1.2 卫星导航
• 第一代卫星导航系统： TRANSIT, CICADA. • 第二代卫星导航系统：
GPS, GLONASS, GALILEO • 广域增强导航系统：
WAAS,EGNOS,… • 我国的卫星导航系统：
北斗双星-->CAPS-->北斗二代(COMPASS)
TRANSIT (NNSS)
GPS
GLONASS
GALILEOБайду номын сангаас
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北斗双星定位： 以两颗卫星的已知坐标为圆心，各
以测定的本星至用户机距离为半径， 形成2个球面，用户机必然位于这2个 球面交线的圆弧上。电子地图的高程 提供的是一个以地心为球心，以地心 至地球表面高度为半径的球面。求解 圆弧线与地球表面交点即可获得用户 位置。2003年12月正式开通运行，08 年汶川抗震救灾中，北斗卫星导航定 位系统全力保障了救灾部队行动 。
1.3 GPS及其构成
GPS (NAVSTAR/GPS) 全球卫星定位系统是随着现代科
学技术的发展建立起来的高精度、全 天候、全球性的无线电导航、定位、 授时的多功能卫星系统。
GPS接收机利用距地球2万多公里 高空的GPS卫星连续发射的测距信号， 可以实时解算出载体的空间位置和运 动状态，比如经度、纬度、高度、时 间、速度、航向等。