English-基于GPS精密星历的数据解算

GPS卫星分布在 6 个轨道平面内，每个轨道分布有 4 颗卫星，各轨道平面升交点的赤经相差 55 度。

轨道倾角为 55 度，各轨道平面之内相距 60 度，在距地球 20200 公里的高空中运行。

GPS与INS（惯性导航）按综合深度可分为松散综合和紧密综合两类GPS系统属于被动式导航定位系统，北斗双星导航定位系统属于主动式导航定位系统。

（填主动式或被动式）GPS的英文全称是 Global Positioning System ，汉语意思是全球定位系统。

不同空间直角坐标系间的转换，布尔萨七参数模型中，七个参数分别是ZYX∆∆∆、、，mzyx,,,εεε在开普勒七参数中，椭圆长半径s a，偏心率s e，真近点角s f唯一地确定了卫星轨道的形状、大小及卫星轨道上的瞬时位置。

卫星轨道六要素有升交点赤经Ω轨道倾角i 近地点张角w 轨道长半轴a 轨道偏心率e 真近点角Mf 。

GPS的星历数据和用户定位数据都采用 WGS-84坐标系坐标系统。

电磁波的频率越小，电离层折射的影响大。

GPS信号包括载波信号测距码和导航电文等信号分量，其中测距码码又包括 C/A 码和 P 码。

导航电文主要包括卫星星历、卫星钟改正参数时间系统工作状态信息以及由C/A码确定P码的交换码信息。

GPS定位建立在全球大地系统的基础上，它是以为地球质心原点与地球固连得坐标系，属于协议地球坐标系坐标系。

GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。

为了描述卫星之间的几何关系，引入了几何精度因子的概念。

它反映了由于几何关系的影响造成的测量精度与用户位置间的比例系数，与坐标系的无关选择。

（填有关或无关）在GPS定位中，影响测量的偏差可以分为与卫星有关的偏差、与信号传播有关的误差、与接收机有关的偏差三类。

根据GPS/INS组合导航系统中GPS与INS两系统间的信息交换的深度可以把组合系统的功能结构分为非耦合方式、松组合方式、紧组合方式。

GPS系统主要由卫星星座地面控制系统接收机三大部分组成。

４ ３ 坐 标框 架与历 元 ．
３ Ｇ Ｓ数据处理流程 Ｐ
Ｇ Ｓ 密 数 据 处理 从 原 始 卫 星 观 测 数 据 开 始 Ｐ 精
Ｇ Ｓ精密 相对 定位 数据 处理 中 ， 位 的基 准 是 Ｐ 定 由卫 星 星历 和基 准 站 坐标 共 同 给 出 的。 因此 ， 制 控
网基 线处 理采用 的坐标框 架 与历元 为观 测期 间 Ｉ ＧＳ 事后 精密 星历所 对 应 的框 架 和瞬时 历元 。 ４ ４ 基 线起始 坐标 ．
图 １ Ｇ Ｓ数据处理基本流 程图 Ｐ
处理中引人高精度全球 Ｇ Ｓ跟踪站数据加以控制 。 Ｐ 因此 ， Ｇ Ｓ精 密数 据处 理时 引人 的跟 踪 站包 括上 在 Ｐ 海（ Ｈ Ｏ） 武 汉 （ ｓＡ 、 ＷＵＨ 、 ＩＮ（ 安 ） 昆 明 Ｎ） Ｘ Ａ 西 、
收 稿 日期 ：ｏ ７—０ ２ｏ ４—０ ５
５ ０２ ； ３ ０ ３
（． １ 中国地质大学 （ 汉） 武 工程学院 ， 汉 ４ ０ ７ ； ． 武 ３ ０４ ２ 广西电力工业勘察设 计研究 院 ， 南宁
３ 武汉大学 Ｇ Ｓ工程技术研究 中心 ， ． Ｐ 武汉 ４ ０ ７ ； ． 西壮族 自治区测绘 局 ， ３ ０ ９４ 广 南宁
５ ０２ ） ３ ０ ３
维普资讯
第 ２ 卷增刊 ６
２０ ０ ７年增 刊
红水 河
Ｈｏ ｇ ｈ ｉ ｖ ｒ ｎ Ｓ ｕ ｅ Ｒｉ
Ｖｏ ． ６ Ｓ １２ ． Ｏ Ｓ ２ ０ Ｏ． ０ ７
Ｇ Ｓ精 密 数 据 处 理方 案 探 讨 Ｐ
唐 丹 ， 一 廖超明３ ， ４
本项 目布设 的 Ｇ Ｓ控 制 网作 为 １ ． ｍ 长 的 Ｐ ５２ｋ
Ｓｒｐ研究所共同研制的 Ｇ ＭＩ（ ｅ ．５软件 ， ｃｐｓ ｉ Ａ Ｔ Ｖ ｒ ００） １ 该 软件是 国际公认最好 的 Ｇ Ｓ基线数据处理软件之一 。 Ｐ

预报星历
• 预报星历，是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传 递给用户的，用户接收机接收到这些信号，经过解码便可 获得所需要的卫星星历，所以这种星历也叫做广播星历。 • 广播星历参数：共有16个，其中包括1个参考时刻，6个对 应参考时刻的开普勒轨道根数和9个反映摄动力影响的参 数。这些参数通过GPS卫星导航电文传递给用户。每两个 小时更新一次；目前广播星历所给出卫星的点位中误差为 5-7m。
GPS卫星星历
• 概述
– 卫星的星历，是描述卫星运行轨道的一组数据。利用GPS定 位，就是根据已知的卫星轨道信息和用户的观测资料，通过 数据处理来确定接收机的位置和速度。所以，精确的描述轨 道的星历，是实现精确定位与导航的基础。
• GPS卫星星历的分类
– 预报星历（广播星历） – 后处理星历（精密星历）
广播星历文件示例
广播星历参数详解
后处理星历
• 后处理星历，一些组织根据各自建立的卫星跟踪站所获得 的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似 的方法而计算得到的卫星星历。它不是GPS卫星直接播发 的，而是由第三者提供给用户的GPS星历。
– ftp:///pub
精度
时间间隔
卫星位置计算方法
预报星历
低
2h 15min
用轨道参数来计算
后处理星历
高
插值
– ftp:///pub/gps/gpsdata – ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/ – ftp:///pub/product/
精密星历文件示例
区别
星类型
获取方法 由导航电文实 时地得到 事后由第三方 提供

GPS期末考试复习题填空题名词解释1、天球：以地球质心M为球心，以任意长为半径的假想球体。

2、春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点称为春分点。

3、章动：由于月球轨道和月地距离的变化，使实际北天极沿椭圆形轨道绕瞬时平北天极旋转的现象。

4、WGS-84坐标系：(World Geodical System-84)由美国国防部制图局建立协议地球坐标系，是GPS所采用的坐标系统。

坐标系原点位于地球的质心；Z轴指向定义的协议地球极方向；X轴指向起始子午面与赤道的交点；Y轴位于赤道面上，且按右手与X轴呈90°夹角。

5、预报星历：监控数据时间序列外推估注入的卫星轨道参数。

6、精密星历：为了满足大地测量学和地球动力学对高精度定位的要求，一些国家的有关部门，根据各自建立的GPS卫星跟踪站所获得的GPS卫星精密观测资料，采用确定预报星历的相似的方法，计算出任一时刻的卫星星历。

目前，这样的组织至少有两个：一个是美国国防制图局(DMA),另一个是国际GPS动力学服务IGS（International GPS service for geodynamics)。

7、星钟的数据龄期：从作预报星历的最后观测时间到第一数据块的参考时间之间的时段。

8、绝对定位：也叫单点定位,即利用GPS卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对于坐标系原点(地球质心)的绝对位置。

9、伪随机码：伪随机码是一个具有一定周期的取值0和1的离散符号串。

它不仅具有高斯噪声所有的良好的自相关特性，而且具有某种确定的编码规则。

10、伪距：由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的量测距离。

该距离受钟差和信号延迟影响，测量的实际距离和卫星到接收机的几何距离有一定差值，称量测距离为伪距。

11、伪距法：将整周未知数当作平差中的待定参数多普勒法快速确定整周未知数法12、屏幕扫描法：用高次差或多项式拟合法在卫星间求差法双频观测值修复法平差后残差修复法13、双差实数解：理论上整周未知数N是一整数，但平差解算得的是一实数，称为双差实数解。