GNSS时间系统及其互操作

GNSS基础知识一、什么是GNSS1.1 GNSS的定义全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是一种通过星间测量技术提供全球定位、导航和定时服务的系统。

它由一组在轨道上运行的卫星、地面控制站和用户接收设备组成。

1.2 GNSS的分类•美国的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)•俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)•欧洲的伽利略系统(Galileo)•中国的北斗导航系统(Beidou)•日本的QZSS系统二、GNSS的原理2.1 GNSS的组成GNSS系统由卫星、地面控制站和用户接收设备组成。

卫星通过无线信号发送时间和位置信息，地面控制站负责监控卫星状态并发送指令进行控制，用户接收设备则接收卫星信号，计算出自身的位置。

2.2 GNSS的工作原理1.卫星发射信号卫星通过发射无线信号，在信号中包含了时间和位置等信息。

2.接收器接收信号用户接收设备接收卫星发射的信号，并通过天线将信号转换为电信号。

3.信号处理接收器对接收到的信号进行放大、滤波等处理，使其符合处理器的要求。

4.计算位置接收器利用接收到的卫星信号和已知卫星位置信息，通过三角定位或测距等算法计算出用户的位置。

5.位置显示计算出用户位置后，可以通过显示屏或连接其他设备显示出位置信息。

三、GNSS的应用3.1 导航GNSS最主要的应用是导航，通过定位和计算导航信息，使用户能够准确地知道自己的位置，并根据导航系统给出的路线规划来实现导航。

3.2 测量和测绘GNSS可以用于测量和测绘领域，利用卫星信号可以测量出地球上的点的经度、纬度和高度等信息，并通过测绘软件来绘制地图和进行测绘分析。

3.3 公共安全GNSS在公共安全领域也有广泛的应用。

例如，通过监控卫星信号，可以追踪并救助山区迷路的人员；在紧急情况下，通过定位也可及时调度应急救援资源。

3.4 农业GNSS在农业领域也有很多应用。

——四大全球卫星导航系统概述一、GPS系统二、GLONASS系统三、伽利略系统四、北斗系统俄罗斯GLONASS中国北斗美国GPS欧盟伽利略一、全球定位系统（GPS）1、GPS的演进与发展2、系统组成3、信号结构4、导航电文5、美国的GPS政策世界上第一个成功运行卫星导航系统：美国海军导航卫星系统(NNSS)，亦称子午仪(Transit)系统。

1964年投入使用。

该系统基于多普勒频移原理实现定位，不能连续定位，且定位时间长，精度低。

70年代，与苏联军备竞赛（冷战）升级，美军需要在全球范围内连续、实时、精确导航。

GPS正是在这种背景下应运而生的。

1973年4月，美国DOD批准研究创建全球定位系统（GPS）。

美国海军是卫星导航试验的先驱◦首先从原理上改进子午仪系统，提出了用伪码测距来代替多普勒测速的构想。

海军在NOVA卫星上试验了伪码测距技术。

◦1967年、1969年和1974年相继发射了3颗中高度蒂麻森(TIMATION)卫星，用铯原子钟代替石英钟获得成功，又于1977年发射了两颗导航技术卫星NTS-2和NTS-3(GPS系统的第一颗卫星)。

◦GPS系统时的标准是美国海军天文台的铯原子频标组。

❝第一阶段：可行性研究（1973-1978）◦利用安装在地面的信号发射器代替卫星，通过大量实验证实GPS接收机能够精确定位；◦并发射GPS试验卫星。

❝第二阶段：系统试验研究，部分可用（1979-1984）◦特许用户获得全球二维定位功能。

❝第三阶段：应用研究，密集发射，全球可用（1985-1995）◦建成完整星座；◦全球民用免费；◦进入全面运行能力（FOC，Full Operational Capability ）状态。

❝BLOCK I ❝BLOCK II ❝BLOCK IIAGPS设计有两种工作能力：◦初始工作能力(IOC, Initial operating capability)和军用完全工作能力(FOC, Final Operating Capability)。

gnss基础知识
GNSS（全球导航卫星系统）是依靠卫星发射和地面接收设备，提供全球范围内无线导航、定位、测量和定时的一种现代技术。

目前，全球最完整的GNSS系统是美国的GPS系统，欧盟的伽利略系统、俄罗斯的GLONASS系统和中国的北斗系统也相继建成和运行。

GNSS系统主要由卫星、地球电离层、地球大气等组成。

其根本原理是通过测量卫星和地面接收设备之间的距离差异，从而确定接收设备相对于卫星的位置。

GNSS接收器通过接收卫星信号的时间差来计算距离，然后利用接收到的卫星数据计算接收器位置。

一颗卫星发射精确的时钟信号，卫星上的原子钟准确性极高，经验表明其误差在一定时间内不会发生超过一微秒的误差，因此测量的距离误差较小，可以达到不到1厘米的精度。

GNSS技术应用领域非常广泛，主要包括汽车导航、航空航天、军事防御、海洋定位、农业测量、地理信息、建筑测量等领域。

任何需要精确定位或导航的行业都可以应用GNSS技术。

GNSS技术的发展历程经历了多年的发展和改进。

早期的导航系统被设计用于军事目的，但随着技术的进步和成本的下降，GNSS逐渐成为公共领域的一项常规技术。

目前，人们越来越依赖GNSS技术来完成日常生活中的导航和定位。

无人驾驶汽车，航空航天，以及精确农业等领域都离不开GNSS技术。

总之，GNSS技术是一个不断发展和创新的领域，随着技术的进步和成本的降低，他将在更广泛的领域应用，从而让大家更方便和安全的掌握位置信息和导航。

全球导航卫星系统Global Navigation Satellite Global Navigation SatelliteSystem教师：曾庆化email: zengqh@1南航自动化学院导航研究中心GNSS 2013版南航导航研究中心它对整体社会5、GNSS 功能实现原理¾导航定位和授时系统应该说是基础的基础，它对整体社会的支撑几乎是全方位的，GNSS 主要实现如下几个功能：z 通信功能：GNSS 系统间进行数据的上传或下发。

对于北斗等系统可以提供用户和系统之间的通信功能。

由于通信功能是GNSS 其它应用功能的基础，在第三章已经明确阐述本章节不再重复说明述，本章节不再重复说明。

z 授时功能：进行GNSS 全球的时间同步，并且为其它用户提供授时和时间同步服务；z 定位功能：为用户提供静态或者动态的定位功能；z 测速功能：采用获取的观测量进行用户速度的测量和计算；z 定向和测姿功能：采用观测量实现接收机载体方位和姿态的高精度测量。

2GNSS 2013版南航导航研究中心51GPS5.1 GPS授时功能原理5.1.1 单站测时法5.1.1单站授时法分为单向法授时和双向法授时两种。

其中，单向法授时通常具有两种形式：z一种是地面段主控站发播基准时间信息至导航卫星，卫星向覆盖区转发，用户接收到基准信息后即可完成本地时定时，北斗一代单向授时采用该种方法，其精度为100ns。

z另一种是携带原子频标的导航卫星向覆盖区域内发播导航电文导航电文包括基准时间信息卫星星历和电文发播电文，导航电文包括基准时间信息、卫星星历和电文发播时刻，用户接收导航电文后，解析基准时间信息，计算并修正时延，即可完成本地时定时。

般所说的单站测时法，修正时延，即可完成本地时定时。

一般所说的单站测时法，就是采用GNSS接收机在在特定观测站上进行测时。

3GNSS 2013版南航导航研究中心52GNSS 5.2 GNSS定位基本概念和原理GNSS 定位方法的分类定根据运动状态静态定位动态定位可位方根据位置绝对定位以相互法(接收机数)（单点）相对定位交叉4GNSS 2013版南航导航研究中心52GNSS5.2 GNSS定位基本概念和原理z静态定位和动态定位待测点在协议地球系中的位置可以静态定位认为是固定不变的定位。

GNSS标准EN 303 413是一项涉及全球导航卫星系统的技术标准，其内容涵盖了GNSS接收机的性能规范和测试方法。

随着全球导航卫星系统在各行各业的广泛应用，EN 303 413的制定对于保障GNSS设备性能和互操作性具有重要意义。

本文将从多个角度对EN 303 413进行全面评估，并剖析其对GNSS领域的意义和影响。

1. EN 303 413标准概述EN 303 413标准是由欧洲电信标准委员会（ETSI）制定的，旨在规范GNSS接收机的技术要求和测试方法。

它主要涵盖了GNSS接收机的定位精度、灵敏度、时间参考、数据传输和接口等方面的规范要求，以及相应的测试方法和评估标准。

该标准的发布填补了GNSS设备相关标准的空白，为GNSS设备的研发、生产和应用提供了技术指导和保障。

2. EN 303 413对GNSS设备的影响EN 303 413标准的制定对GNSS设备的性能、质量和互操作性产生了深远影响。

该标准规定了GNSS接收机的性能指标和测试方法，强制要求GNSS设备在定位精度、灵敏度和时间参考等方面达到一定的技术要求，从而提高了GNSS设备的精度和可靠性。

EN 303 413还规定了GNSS设备的数据传输和接口标准，促进了不同厂家生产的GNSS设备之间的互操作性，为用户提供了更多的选择空间和应用灵活性。

3. 个人观点和理解EN 303 413的发布对于推动全球导航卫星系统的应用和发展具有积极意义。

作为一项技术标准，它为GNSS设备的研发和生产提供了统一的技术依据，有利于提高GNSS设备的性能和质量水平，增强用户体验和安全性。

EN 303 413的制定也有助于促进不同厂家的GNSS设备之间的互操作性，打破了技术壁垒，为用户带来更多的选择和便利。

我认为EN 303 413标准的出台对于推动全球导航卫星系统的蓬勃发展和社会应用具有重要意义，值得行业各方共同关注和遵守。

EN 303 413标准作为全球导航卫星系统领域的重要技术标准，对GNSS设备的性能、质量和互操作性产生了深远影响。

如何使用GNSS进行测量与定位全球导航卫星系统（GNSS）是利用地球上分布的一系列卫星，通过通过接收卫星发射的信号，以确定接收器的三维位置、速度和精确时间的一种技术。

GNSS的应用覆盖了各个领域，包括测量、定位、导航等。

本文将重点探讨如何使用GNSS进行测量与定位。

一、GNSS基本原理及技术特点GNSS技术基于卫星信号的接收和处理。

目前全球使用最广泛的GNSS系统是美国的GPS（全球定位系统），其他的系统包括俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗。

这些系统通过卫星定位和无线电导航技术提供高精度的定位和导航服务。

GNSS系统的原理是通过测量接收器接收到的卫星信号的到达时间，再结合卫星的位置信息以及测量的信号传播时间来计算接收器的位置。

GNSS技术的特点有以下几个方面：1. 全球覆盖：GNSS系统的卫星分布在全球各个地区，因此可以在任何地方实现定位和测量。

2. 高精度：GNSS系统能够提供高精度的位置测量，通常能够达到几米到几十厘米的精度。

3. 实时性：GNSS系统可以提供实时的定位和测量结果，对于需要即时反馈的应用非常有用。

4. 多功能性：除了定位和测量，GNSS系统还可以提供导航、时间同步等功能。

二、测量与定位中的GNSS应用1. 地球物理测量：GNSS技术在地球物理测量中具有广泛的应用。

通过在地壳运动、地震勘探、重力测量等方面的应用，可以获得地球表面各个点的位置变化信息，并对地震活动、地壳构造、地震预警等方面提供重要的数据。

2. 海洋测量：GNSS技术在海洋测量中也有很重要的应用。

通过在海洋航行、海洋资源勘测、海洋导航等方面的应用，可以提供船只、舰船、潜水器等的准确位置信息，保障航海安全、提供航线规划和资源勘测方面的支持。

3. 建筑工程测量：在建筑工程测量方面，GNSS技术可以提供高精度的测量结果，包括测量建筑物的位置、高度、加速度等参数。

这对于土地测量、城市规划和工程建设方面具有重要意义。

北斗卫星导航系统覆盖范围：全球功能：北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种形式。

开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

管理机构：中国卫星导航系统管理办公室。

空间段：北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。

空间星座部分由5颗地球静止轨道（GEO）卫星和30颗非地球静止轨道（Non-GEO）卫星组成。

GEO 卫星分别定点于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。

Non-GEO卫星由27颗中圆地球轨道(MEO)卫星和三颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。

其中，MEO卫星轨道高度21500千米，轨道倾斜角55度，均匀分布在3个轨道面上;IGSO卫星轨道高度36000千米，均匀分布在3个倾斜同步轨道面上，轨道倾斜角55度，3颗IGSO卫星星下点轨迹重合，交叉点经度为东经118度，相位差120度。

地面控制部分由若干主控站、注入站和监测站组成。

主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文、广域差分信息和完好信息，完成任务规划与调度，实现系统运行控制与管理等；注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、广域差分信息和完好信息注入，有效载荷的控制管理；监测站对导航卫星进行连续跟踪监测，接收导航信号，发送给主控站，为卫星轨道确定和时间同步提供观测数据。

用户段：有各类北斗用户终端，以及与其卫星导航系统兼容的终端组成，能够满足不同领域和行业的应用需求。

服务区：东经84度到160度，南纬55度到北纬55度之间的大部分区域。

服务方式：包括开放服务和授权服务两种方式。

开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

gnss知识点GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用一组卫星和地面接收器，提供全球定位、导航和定时服务的技术系统。

它是现代社会不可或缺的一部分，广泛应用于航空航天、交通运输、地质勘探和科学研究等领域。

本文将从GNSS的概念、原理、应用和未来发展等方面介绍GNSS的知识点。

一、概念GNSS是由多颗卫星组成的全球定位系统，包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（格洛纳斯）、欧洲的Galileo（伽利略）和中国的北斗卫星导航系统等。

这些卫星通过发射精确的微波信号，由地面接收器接收并计算出自身位置的经纬度、高度和时间等信息。

二、原理GNSS的原理是通过测量卫星发射信号的传播时间差来计算接收器与卫星之间的距离。

通过同时接收多颗卫星的信号，利用三角定位原理计算出接收器的位置。

同时，接收器还可以利用卫星的导航信息来确定当前时间和速度等参数。

三、应用1. 航空航天：GNSS在飞机导航、自动驾驶和空中交通管制等方面发挥着重要作用。

飞机可以利用GNSS定位和导航系统准确地确定自身位置和航向，实现自动导航和自动驾驶。

2. 交通运输：GNSS在车辆导航、交通管理和智能交通系统中广泛应用。

车辆可以利用GNSS导航系统选择最佳路径、避免拥堵和事故，并提供实时交通信息。

3. 地质勘探：GNSS在地质灾害预警和地震监测等方面起着重要作用。

通过监测地壳运动和变形，可以提前预警地质灾害，并为地震研究提供数据支持。

4. 科学研究：GNSS在大气科学、地球物理学和天文学等领域有着广泛应用。

通过测量大气延迟、地壳运动和星际导航等数据，可以深入研究地球和宇宙的运动规律。

四、未来发展随着技术的不断进步，GNSS在精度、覆盖范围和可靠性等方面将继续提升。

未来的发展方向包括增加卫星数量、引入新的导航系统和利用GNSS与其他技术的融合等。

同时，GNSS还将应用于更多领域，如智能城市、农业和海洋监测等。

总结：GNSS是一种全球定位、导航和定时服务的技术系统，通过一组卫星和地面接收器实现定位和导航功能。

GNSS相关知识介绍全解全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是由一组卫星和地面设施组成的系统，用于提供全球定位、导航和时间服务。

GNSS系统包括美国的GPS（全球定位系统），俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统），欧盟的Galileo（伽利略导航系统），中国的北斗导航系统等。

GNSS系统的工作原理是通过一组卫星发射精确的时钟信号和位置信息，接收器在地面上通过接收这些信号确定自身的位置、速度和时间。

具体来说，GNSS接收器接收到来自多颗卫星的信号后，利用接收到的信号的时间差来计算出接收器与卫星之间的距离。

通过同时接收多颗卫星的信号，可以计算出接收器的三维位置信息。

这种定位方法被称为三角定位。

GNSS系统的应用非常广泛，涵盖了汽车导航、航海、航空、农业、测绘、物流等各个领域。

在汽车导航中，GNSS系统可以帮助车辆确定当前的位置和导航目的地，提供最佳路线和交通信息。

在航空领域，飞机可以利用GNSS系统来实现自动驾驶和自动降落。

在农业领域，农民可以利用GNSS系统来提高农作物的种植效率，合理施肥和灌溉。

GNSS系统也具有一定的精度要求。

通常来说，在有充分可见性的情况下，GNSS系统的位置精度可以在几米到数十米之间。

但在远离卫星可见性的地区，如建筑物密集的城市中，位置精度可能会下降。

为了提高精度，可以利用差分GPS技术。

差分GPS技术通过同时接收接收器和参考站接收器的信号，来纠正信号在大气层中所受到的影响，从而提高定位精度。

此外，GNSS系统还具有一定的安全和安全性。

GNSS系统具有抗干扰能力，可以抵御各种干扰源对信号的影响。

此外，GNSS系统还具有遥测功能，可以接收遥测数据，如气象数据、地震数据等。

总结而言，GNSS是一种通过卫星导航和定位技术提供全球定位、导航和时间服务的系统。

它在各个领域都有广泛的应用，并具有一定的精度、可靠性和安全性。