GNSS测量原理教程ppt课件

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1、为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益广州中海达卫星导航技术股份有限公司为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益概述 GPS是英文是英文Global Positioning System的的缩写缩写,意为全球卫星定位系统。它是美国国防部为意为全球卫星定位系统。它是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。该系统于度导航和定位的需要而建立的。该系统于1973年年开

2、始设计、研究,历时开始设计、研究,历时20年,耗资约年,耗资约200亿美元,亿美元,于于1993年年6月系统建成并投入使用。它从根本上解月系统建成并投入使用。它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题,在军事和决了人类在地球上的导航和定位问题,在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。给导航和定位工农业等领域得到了广泛的应用。给导航和定位技术带来了巨大的变化。技术带来了巨大的变化。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益GPS系统的特点系统的特点1、全球性,全天候工作:能为用户提供连续,实、全球性,全天候工作:能为用户提

3、供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。不受天时的三维位置,三维速度和精密时间。不受天气的影响。气的影响。2、定位精度高:单机定位精度优于、定位精度高:单机定位精度优于10米,采用差米,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。分定位,精度可达厘米级和毫米级。3、功能多,应用广:随着人们对、功能多,应用广:随着人们对GPS认识的加深,认识的加深,GPS不仅在测量,导航,测速,测时等方面得不仅在测量,导航,测速,测时等方面得到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大 为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人

4、单位和职工的合法权益Your location is:45o 23.323 N126o 02.162 WGPS系统构成整个系统有三部分构成:GPS星座地面监控站用户接收机为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益GPS星座由均匀分布在6个轨道平面上的24颗卫星组成(第二代卫星升空后现在是28颗左右增加了L5频段,L2频段加载C/A码),轨道间交角60其中两个与赤道面交角55卫星距地面20200km,绕圆轨道一周需11小时58分,所以人们每天提前4分钟见到同一颗卫星。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济

5、体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益GPS卫星的作用向用户连续不断地发送导航向用户连续不断地发送导航定位信号,并用导航电文报定位信号,并用导航电文报告自己的位置以及其它在轨告自己的位置以及其它在轨卫星的位置卫星的位置接收地面注入站发送到卫星接收地面注入站发送到卫星的导航电文和其它信息,并的导航电文和其它信息,并通过通过GPS信号发送给用户信号发送给用户接收地面主控站发送到卫星接收地面主控站发送到卫星的调度指令。的调度指令。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益地面监控站一个主控站:一个主控站:

6、 位于科罗拉多位于科罗拉多三个注入站:三个注入站: 大西洋的阿松森、印度洋的迭戈大西洋的阿松森、印度洋的迭戈伽西伽西 亚、太平洋的卡瓦加兰亚、太平洋的卡瓦加兰五个监控站:五个监控站: 除以上四个,还有在夏威夷一个除以上四个,还有在夏威夷一个为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益地面监控站的作用收集数据:气象、卫星时钟、卫星工作状态编算导航电文:计算卫星星历、时钟改正、状态数据、信号传播改正诊断状态:监测地面系统、检验导航电文调度卫星:轨道改正、启用备用卫星GPS 的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所的控制部分由分

7、布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统。根据其作用的不同这些跟踪站又组成的监控系统。根据其作用的不同这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站有一个位被分为主控站、监控站和注入站。主控站有一个位于美国克罗拉多于美国克罗拉多Colorado 的法尔孔的法尔孔Falcon 空军基空军基地。它的作用是根据各监控站根据地。它的作用是根据各监控站根据GPS 的观测数据,的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时它还对卫些数据通过注入站注入到卫星中去;同时它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现

8、故星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现故障时调度备用卫星替代失效的工作卫星工作;另外障时调度备用卫星替代失效的工作卫星工作;另外主控站也具有监控站的功能。监控站有五个除了主主控站也具有监控站的功能。监控站有五个除了主控站外还有四个控站外还有四个分别位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群岛(Ascencion)、 迭哥伽西亚(Diego Garcia)、 卡瓦加兰(Kwajalein)。 监控站的作用是接收卫星信号、监控站的作用是接收卫星信号、监测卫星的工作状态。注入站有三个。监测卫星的工作状态。注入站有三个。它们分别位于阿松森群岛、迭哥伽西亚、卡瓦加兰。 注入站的注入站的作用是将主控站计算

9、出的卫星星历和卫星钟的改正作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。数等注入到卫星中去。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益用户接收机部分基本部分:GPS接收机、GPS天线你的位置:你的位置:45o 23.323 N126o 02.162 W辅助部分:电源,固定和对中装置(即角架、基座)等为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益GPS接收机捕获、跟踪卫星,接收捕获、跟踪卫星,接收GPS信号信号并将它变换、放大和处理,测

10、量并将它变换、放大和处理,测量信号传播时间进以计算三维坐标、信号传播时间进以计算三维坐标、速度、时间速度、时间接收机不仅需要机内软件,还需接收机不仅需要机内软件,还需要要GPS数据后处理软件包才完整数据后处理软件包才完整按接收的载波频率类别多少,分按接收的载波频率类别多少,分为单频(为单频(L1)和双频()和双频(L1、L2)为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益GPS信号载波信号:调制有导航电文和伪随机码,有两种:L1(19cm,1575.42MHz);L2(24cm,1227.60MHz)伪随机码:是一个“开”、

11、“关”脉冲的序列,由卫星产生并发送至用户接收机,调制导航电文形成组合码,C/A码和P码两种导航电文:关于卫星轨道、时钟改正和其它系统状态信息的低频信号为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益GPS发展历程发展历程无线电导航系统无线电导航系统罗兰-COmega(奥米茄)多普勒系统 卫星定位系统卫星定位系统NNSS子午仪系统GPSGLONASS系统双星导航定位系统(北斗一号) 加俐略系统 为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益广州中海达卫星导航技

12、术股份有限公司GNSS系统为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益目前能使用的全球导航卫星系统美国 GPS 28颗卫星俄罗斯 GLONASS 24颗卫星欧盟 伽利略 30颗卫星中国 北斗导航系统 35颗卫星为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益GLONASS系统 GLONASS是是GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统全球导航卫星系统)的字的字头缩写,是前苏联从头缩写,是前苏联从80年代初开始建

13、设的与美国年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系系统相类似的卫星定位系统,也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空统,也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。间局管理。GLONASS系统的卫星星座由系统的卫星星座由24颗卫星组成,均匀分布在颗卫星组成,均匀分布在3个近圆形的轨道平面个近圆形的轨道平面上,每个轨道面上,每个轨道面8颗卫星,轨道高度颗卫星,轨道高度19100公里,运行周期公里,运行周期11小时小时15分,轨道倾分,轨道倾角角64.8。GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码:卫星的载波上也调制了两种伪随

14、机噪声码:S码和码和P码。码。该系统系统单点定位精度水平方向为该系统系统单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为,垂直方向为25m。俄罗斯航天系统公司副经理斯图帕克俄罗斯航天系统公司副经理斯图帕克2012年年11月月13日说,未来日说,未来2-3年内,年内,GLONASS卫星数量将增加至卫星数量将增加至30颗颗 到2020年格洛纳斯精度将达到0.6米。 为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益加俐略(Galileo)系统是将来精度最高的全开放的新一代定位系统伽利略系统曾经是中国摆脱依赖GPS的希望,参股5%,美国控股迫

15、使中国走向自主研发系统组成:系统组成:卫星星座:由卫星星座:由3个独立的圆形轨道,个独立的圆形轨道,30颗卫星组成(颗卫星组成(27颗工作卫星,颗工作卫星,3颗备用卫星)颗备用卫星) 。卫星的轨道倾角。卫星的轨道倾角i =56;卫星的公转周期;卫星的公转周期T=14h23m14S恒星时;轨道高度恒星时;轨道高度H=23616km 。地面系统:在欧洲建立地面系统:在欧洲建立2个控制中心;在全球构建监控网。个控制中心;在全球构建监控网。定位原理:与定位原理:与GPS相同。相同。定位精度:导航定位精度比目前任何系统都高。定位精度:导航定位精度比目前任何系统都高。计划实施:计划实施: 1994年开始进

16、入方案论证阶段;年开始进入方案论证阶段; 2003年开始发射两颗试验卫星进入试验阶段;年开始发射两颗试验卫星进入试验阶段; 预计预计2008年整个伽利略系统建成并投入使用;但由于多种原因一直在推迟年整个伽利略系统建成并投入使用;但由于多种原因一直在推迟2012年年10月月12日用日用“联盟联盟”火箭成功发射火箭成功发射2颗伽利略系统卫星颗伽利略系统卫星伽利略计划遇到的最大问题是缺钱。该计划提出之初,欧盟和欧洲空间局的设想是,该伽利略计划遇到的最大问题是缺钱。该计划提出之初,欧盟和欧洲空间局的设想是,该项目的三分之二资金由私人投资者提供,其余三分之一由欧盟和欧洲空间局分担。但私项目的三分之二资金由私人投资者提供,其余三分之一由欧盟和欧洲空间局分担。但私人投资迟迟不到位,而项目预算则从最初的人投资迟迟不到位,而项目预算则从最初的77亿欧元飙升到亿欧元飙升到200多亿欧元。多亿欧元。 为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统 预计预计3535颗星颗星 5 5颗定轨卫星颗定轨卫星 303

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