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1、一.卫星的地心直角坐标系S（X0SZ）GPS采用 坐标系GPS定位计算时必须进行 坐标系的转换。（WGS84坐标系转换成地 理坐标系）卫星的位置根据卫星历书 计算可得&卫星地面用户二、GPS的定位原理1.定位原理GPS属球面导航系统用户连续测到3颗卫星的 距离，即可得到三个球面, 其交点即为用户的位置/；=J（x-x/+（y-%）2+（z-zj4二 J（X-Xj+（Y-匕 ）+亿一%），三,伪测距 1 .卫星及用户的时间偏差 卫星的时间偏差 用户的时钟偏差 2 .信号传播延迟，综和以上因素，用户利用GPS接收机测 得的距离不是用户到卫星的真距离，称 为“伪距离”，测量伪距离称为伪测距。3.定位
2、计算1）导航仪根据其内存储的GPS历书，计算卫星的概略位置2）导航仪根据键入的推算船位、时间、精度几何因子数值 选择仰角25、几何配置最好的4颗或3颗卫星3）导航仪对GPS卫星进行频率和伪码的二维搜索，码同步后转入载波相位跟踪、检测和存储导航电文；4）导航仪根据所测的伪距、从卫星星历算出的卫星位置、 及传播延时的计算和修正，计算出用户的位置第二节GPS导航系统设置一、GPS地面站1 .跟踪站：接收包括环境数据在内的卫星的各种信息， 并将测定的信息传送到主控站】.所测伪距15 s更新一次，电离层气象数据15 min平滑一次。2 .主控站：收集、评价数据，计算各卫星原子钟的校正 参量、卫星历书、卫
3、星星历、系统状态并形 成导航信息码，送注入站；控制和调整偏离轨道的卫星，启用备用卫星3 .注入站：地面站或地面天线，将导航信息送给卫星二、GPS导航卫星网1.GPS导航卫星24 (21+3)颗高轨20183km) 卫星，分布在6个轨道面上， 轨道倾角约55度，地平线7.5度以上至少可以看到4颗， 地平线上至少看到5颗，最多 11颗：运行周期约11 h 58 m (717.88m)，约 12h双频发射：Li 波段(1 S75.42 MH)， P码、CA码和导航数据ilfthL2波段(I 227.60MHz).P码和导航数据调制；以后增加L3 (1 176 MHz)电源：太阳能、镉银电池卫星钟:原
4、子钟19原.16微处理器、存储器、收发机、 监测传感器、应急通信转发 器、30度波束圆极化天线2.GPS卫星导航电文1) P码和CA码CA码：低速、短周期的伪随机二进制序列码， (1.023 MHz, 1ms),测距精度低，协助捕获P码P码：快速、长周期的伪随机二进制序列码， (10.23 MHz、7 day),测距精度高，难于捕获 优点：a.抗干扰CA (P)码有良好的自相关函数，使其易于在噪声背 景中被识别；不同的CA (P)码间有良好的互相关函 数，则不同的卫星信号间的相互干扰很小。!b.码分多址识别：CA码：1025种；P码：144s种c.伪码加密GPS数据经过CA (P)码扩频发射，
5、又需经解扩提取 d.精确测距T卫星电文前置放大器上，胸器及中放卜一,T I本机伪码发生目 信号通道 传播延时卫星发射伪码本机接收伪码本机基准伪电本机跟踪伪码图范伪码测距原理示意图GPS卫星发射伪码和用户本机采用的基 准伪码结构相同且时间严格同步，在星 信号经过空间传播后背用户接纪相同 结构的码之间的时间差即为传播延时O 用户本机产生的基准伪码通过码相父电 路跟踪接受伪码，形成本机跟踪伪码y 本机跟踪伪码与本机基准伪码比较，从 而测量出卫星.到用户的传播延时，该延 时乘以光速即到得到“伪距离”。向D扩：间耳PS检 断变IF解韵处GP后 欹用在去出理 附送出信作码，调处 会大加至的伪准解波 招啾醍送路踪对,滤 生器H，电跟码码、 力大灾后调机伪声步 S7放号大解本号噪同 GP置信放扩使加据 班前F)频解路尾随数工 通过RF中，电P伪经电 机通过路关的的，屋 受，频经电相收 接号射，器码接号信PS PSE号调过和据GP G星器信解通上星器
