《GPS原与应用第1章 绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GPS原与应用第1章 绪论（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课课 程程 主主 要要 内内 容容第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 GPSGPS测量的坐标系统和时间系统测量的坐标系统和时间系统第三章第三章 卫星运动基础及卫星运动基础及GPSGPS卫星星历卫星星历第四章第四章 GPSGPS卫星定位基本原理卫星定位基本原理第五章第五章 GPSGPS测量的误差来源测量的误差来源第六章第六章 GPSGPS测量的实施测量的实施第七章第七章 GPSGPS数据处理数据处理GPSGPS原理与应用原理与应用第一章第一章 绪绪 论论第一章第一章 绪论绪论主要内容主要内容1.1 GPS1.1 GPS定位技术的兴起及其特点定位技术的兴起及其特点1.2 GPS1.2 GPS系统的
2、组成系统的组成1.3 1.3 其他导航定位系统其他导航定位系统1.4 GPS1.4 GPS技术的应用技术的应用 GNSS = ?现有和在建的全球卫星导航系统GPSGLONASSGALILEOBD增强系统GNSSGNSS(Global Navigation Satellite System) 是全球导航卫星系统的英文缩写，它是所有全球导航卫星系统及其增强系统的集合名词，是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统。 目前可供利用的全球卫星导航系统有美国的GPS和俄罗斯的GLONASS以及未来欧洲的Galileo以及中国的北斗。GNSS的特点l定位精度高定位精度高l观测时间短观测
3、时间短l测站间无须通视测站间无须通视 l可提供三维坐标可提供三维坐标 l操作简便操作简便 l全天候作业全天候作业 l功能多、应用广功能多、应用广 l免费免费 第一章第一章 绪论绪论1.1 GPS1.1 GPS定位技术的兴起及其特点定位技术的兴起及其特点1.1.1 GPS1.1.1 GPS由来由来 19571957年年1010月月世世界界上上第第一一颗颗人人造造地地球球卫卫星星的的发发射射成成功功，是是人人类类致致力力于于现现代代科科学学技技术术发发展展的的结结晶晶，它它使使空空间间科科学学技技术术的的发发展展迅迅速速进进入入了一个崭新的时代。了一个崭新的时代。 近五十年来，人造地球卫星技术在军
4、事、通讯、气象、资源勘近五十年来，人造地球卫星技术在军事、通讯、气象、资源勘察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文等众多学科领域得察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文等众多学科领域得到极其广泛的应用，从而推动了科学技术的迅猛发展，也丰富了人到极其广泛的应用，从而推动了科学技术的迅猛发展，也丰富了人类的科学文化生活。类的科学文化生活。 大家知道，人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的大家知道，人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的高度重视。高度重视。19581958年底，美国海军武器实验室就着手实施建立为美国年底，美国海军武器实验室就着手实施建立为美国军用舰艇导航服务的卫星
5、系统，即军用舰艇导航服务的卫星系统，即“海军导航卫星系统。海军导航卫星系统。(Navy (Navy Navigation Satellite SystemNNSS)Navigation Satellite SystemNNSS)。该系统中卫星的轨道都该系统中卫星的轨道都通过地极，故也称子午通过地极，故也称子午(Transit)(Transit)卫星系统卫星系统”。 第一章第一章 绪论绪论 19641964年年该该系系统统建建成成，并并开开始始在在美美国国军军方方启启用用，19671967年年美美国国政政府府批批准准该该系系统统解解密密，并并提提供供民民用用。由由于于该该系系统统不不受受气气候候
6、条条件件的的影影响响，自自动动化化程程度度较较高高，且且具具有有良良好好的的定定位位精精度度，所所以以它它的的出出现现也也立立即即引引起起了了大大地地测测量量学学者者的的极极大大关关注注。尤尤其其是是在在该该系系统统提提供供民民用用之之后后，在在大大地地测测量量方方面面进进行行了了大大量量的的应应用用研研究究和和实实践践，并并取取得得了了许许多多令令瞩瞩目目的成就。这就预示着经典的大地测量技术面临着的成就。这就预示着经典的大地测量技术面临着场重大的变革。场重大的变革。 缺缺陷陷：虽虽然然美美国国“海海军军卫卫星星导导航航系系统统”在在导导航航技技术术的的发发展展中中具具有有划划时时代代的的意意
7、义义，但但是是由由于于该该系系统统卫卫星星数数目目较较少少(5(56 6颗颗) )、运运行行高高度度较较低低( (平平均均约约1000km)1000km)、从从地地面面站站观观测测到到卫卫星星的的时时间间间间隔隔较较长长( (平平均均约约1.51.5小小时时) )，因因而而它它无无法法提提供供连连续续地地实实时时三三维维导导航航。加加之之获获得得一一次次导导航航解解所所需需的的时时间间较较长长，所所以以难难以以充充分分满满足足军军事事方方面面，尤尤其其是是高高动动态态目目标标( (如如飞飞机机、导导弹弹) )导导航航的的要要求求。而而从从大大地地测测量量学学方方面面来来看看，由由于于它它定定位
8、位速速度度较较慢慢( (一一个个测测站站一一般般平平均均观观测测1 12 2天天) )，精精度度也也较较低低( (单单点点定定位位精精度度3 35m5m，相相对对定定位位精精度度约约为为1m)1m)，所所以以该该系系统统在在大大地地测量学和地球动力学研究方面的应用，也受到了很大的限制。测量学和地球动力学研究方面的应用，也受到了很大的限制。第一章第一章 绪论绪论 为了满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要为了满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求，求，19731973年美国国防部正式开始组织海陆空三军，共同研究建立新年美国国防部正式开始组织海陆空三军，共同研究建立新一代
9、卫星导航系统的计划。这就是许多文献中所称的一代卫星导航系统的计划。这就是许多文献中所称的“授时与测距授时与测距导航系统全球定位系统导航系统全球定位系统”( (Navigation System Timing and Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning SystemNAVSTARRanging/Global Positioning SystemNAVSTARGPSGPS) )，而通常简而通常简称为称为“全球定位系统全球定位系统” ” 。GPSGPS系统的发展系统的发展第一阶段（第一阶段（1973-19791973-197
10、9） 方案论证和初步设计。方案论证和初步设计。4 4颗实验卫星、部分地面接收设备。颗实验卫星、部分地面接收设备。19731973年年 国防部批准国防部批准GPSGPS系统的系统的NavstarNavstar卫星制造计划卫星制造计划; ;19741974年年 为检验铷钟和时间传播技术为检验铷钟和时间传播技术, ,TimationTimation项目的第一颗项目的第一颗GPSGPS实实 验卫星发射升空验卫星发射升空; ;19771977年年 第一批携带铯钟的实验卫星发射升空第一批携带铯钟的实验卫星发射升空, ,具有后来具有后来GPSGPS卫星卫星 的基本特征的基本特征; ; 19781978年年
11、第一颗第一颗GPSGPS原型导航卫星原型导航卫星Block IBlock I卫星发射升空。卫星发射升空。第二阶段（第二阶段（1979-19851979-1985） 全面研制和试验阶段。全面研制和试验阶段。 这一时期共发射七颗试验卫星这一时期共发射七颗试验卫星,GPS,GPS试验卫星试验卫星Block IBlock I卫星达到卫星达到1111颗颗, ,其它辅助系统建立。其它辅助系统建立。 证实了证实了GPSGPS系统卓越的导航定位能力（实际伪距单点定位精系统卓越的导航定位能力（实际伪距单点定位精度度:20:20米米, ,设计标准设计标准:100:100米）。米）。GPS Block I第三阶段（
12、第三阶段（1986-19941986-1994） 实际组网阶段，实际组网阶段，2424颗工作卫星，颗工作卫星，19951995年达预年达预定工作能力。定工作能力。 从从19891989年年2 2月月1414日至日至19941994年，共年，共2424颗颗(21+3)GPS(21+3)GPS工作卫工作卫星：星：BlockBlock（9 9颗）、颗）、 BlockABlockA（1515颗）发射成功。颗）发射成功。GPS BlockGPS BlockA19951995年年4 4月月2727日日, ,美国防部宣布：美国防部宣布： “ “GPSGPS系统已具备完全运行能力系统已具备完全运行能力(Ful
13、l Operational (Full Operational Capability, FOC)”Capability, FOC)”投资：投资： 120120亿美元亿美元卫星卫星: : 9 9颗颗BLOCK BLOCK 1515颗颗BLOCKA BLOCKA 特点特点: :全球、全天候、连续实时高精全球、全天候、连续实时高精 度的授时、导航和定位度的授时、导航和定位 GPSGPS星座现状星座现状 截止到截止到20072007年，美国的年，美国的GPSGPS系统共发射系统共发射卫星卫星5555颗，发射失败颗，发射失败2 2次次. .卫星型号发射总数(颗)在轨正常工作(颗)Block I110Bl
14、ock II90Block IIA1915Block IIR1312Block IIRM33-5530第一章第一章 绪论绪论1.1.2 GPS1.1.2 GPS的特点的特点1 1、GPSGPS相对于其它导航定位系统的特点相对于其它导航定位系统的特点 全全球球地地面面连连续续覆覆盖盖。由由于于GPSGPS卫卫星星的的数数目目较较多多且且分分布布合合理理，所所以以地地球球上上任任何何地地点点均均可可连连续续同同步步地地观观测测到到至至少少4 4颗颗卫卫星星。从从而而保保障障了全球、全天候连续地实时导航与定位。了全球、全天候连续地实时导航与定位。 功功能能多多，精精度度高高。GPSGPS可可为为各各
15、类类用用户户连连续续地地提提供供动动态态目目标标的的三三维维位位置置、三三维维速速度度和和时时间间信信息息。随随着着GPSGPS测测量量技技术术和和数数据据处处理理技技术术的发展，其定位、测速与测时的精度将进一步提高。的发展，其定位、测速与测时的精度将进一步提高。 第一章第一章 绪论绪论 实实时时定定位位速速度度快快。利利用用全全球球定定位位系系统统一一次次定定位位和和测测返返工工作作在在一一秒秒至至数数秒秒钟钟内内便便可可完完成成(NNSS(NNSS约约需需8 81616分分钟钟) )，这这对对高高动动态态用用户户来说尤为重要。来说尤为重要。 抗抗干干扰扰性性能能好好，保保密密性性强强。由由
16、于于GPSGPS采采用用数数字字通通讯讯的的特特殊殊编编码码技技术术、采采用用伪伪随随机机噪噪声声码码技技术术，因因此此GPSGPS卫卫星星所所发发送送的的信信号号，具具有良好的抗干扰性和保密性。有良好的抗干扰性和保密性。 考考虑虑到到GPSGPS主主要要是是为为满满足足军军事事部部门门高高精精度度导导航航与与定定位位目目的的而而建建立立的的，所所以以上上述述优优点点对对军军事事上上动动态态目目标标的的导导航航具具有有十十分分重重要要的的意意义义。正正因因为为如如此此，美美国国政政府府把把发发展展GPSGPS技技术术作作为为导导航航技技术术现现代代化化的的重重要要标志，并把这标志，并把这技术视
17、为技术视为2020世纪最重大的科技成就之一。世纪最重大的科技成就之一。第一章第一章 绪论绪论2 2、GPSGPS相对于相对于经典大地测量经典大地测量的特点的特点选点灵活，无需通视。选点灵活，无需通视。GPSGPS测量不要求观测站之间通视，因测量不要求观测站之间通视，因而不再需要建造觇标。这一优点即可减少测量工作的经费而不再需要建造觇标。这一优点即可减少测量工作的经费(30%(30%60%60%）和时间，同时也使点位的选择变得甚为灵活。但要求净空。）和时间，同时也使点位的选择变得甚为灵活。但要求净空。 定位精度高。定位精度高。现已完成的大量实验表明，目前在小于现已完成的大量实验表明，目前在小于5
18、0km50km的的基线上其相对定位精度可达基线上其相对定位精度可达 1 1 2*102*10-6-6，而在，而在100km 100km 500km500km的的基线上可达基线上可达1010-6-6 1010- - 。随着观测技术与数据处理方法的改善，。随着观测技术与数据处理方法的改善，可望在大于可望在大于1000km1000km的距离上，相对定位精度达到或优于的距离上，相对定位精度达到或优于1010。 观测时间短。观测时间短。目前，利用经典的静态定位方法，完成一条基目前，利用经典的静态定位方法，完成一条基线的相对定位所需要的观测时间，根据要求的精度不同，一般约为线的相对定位所需要的观测时间，根
19、据要求的精度不同，一般约为1 13 3小时。为了进一步缩短观测时间，提高作业速度，近年来发展小时。为了进一步缩短观测时间，提高作业速度，近年来发展的短基线（例如不超过的短基线（例如不超过20KM20KM）快速相对定位法，其观测时间仅需数快速相对定位法，其观测时间仅需数分钟。分钟。 第一章第一章 绪论绪论 提供三维坐标。提供三维坐标。GPSGPS测量，在精确测定观测站平面位置的同测量，在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高。时，可以精确测定观测站的大地高。GPSGPS测量的这一特点，不仅为测量的这一特点，不仅为研究大地水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径，同时也研究大地
20、水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径，同时也为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用，提供了重要为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用，提供了重要的高程数据。的高程数据。 操作简便。操作简便。GPSGPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取仪器高、监视仪器的工作状态主要任务只是安装并开关仪器、量取仪器高、监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其它观测工作，如卫星的捕获、跟踪观和采集环境的气象数据，而其它观测工作，如卫星的捕获、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。另外，测和记录等均由仪器自动完成。另外，
21、GPSGPS用户接收机一般重量较用户接收机一般重量较轻、体积较小，例如轻、体积较小，例如NovAtelNovAtel RPK-L1/L2 RPK-L1/L2型型GPSGPS接收机，重量约为接收机，重量约为1.01.0千克，体积为千克，体积为1085cm1085cm3 3, ,因此携带和搬运都很方便。因此携带和搬运都很方便。 全天候作业。全天候作业。GPSGPS观测工作，可以在任何地点，任何时间连观测工作，可以在任何地点，任何时间连续地进行，一般也不受天气状况的影响。续地进行，一般也不受天气状况的影响。第一章第一章 绪论绪论所以，所以，GPSGPS定位技术的发展，对于经典的测量技术是一次重大定位
22、技术的发展，对于经典的测量技术是一次重大的突破。的突破。一方面，它使经典的测量理论与方法产生的深刻的变革，一方面，它使经典的测量理论与方法产生的深刻的变革，另一方面，也进一步加强了测量学与其它学科之间的相互渗透，从另一方面，也进一步加强了测量学与其它学科之间的相互渗透，从面促进了测绘科学技术的现代化发展。面促进了测绘科学技术的现代化发展。1.1.1.1. GPSGPS技术对经典大地测量的影响技术对经典大地测量的影响1 1、经典大地测量的现状、经典大地测量的现状 自自4949年年以以来来，我我国国测测绘绘工工作作者者在在全全国国范范围围内内沿沿着着经经纬纬线线方方向向布布设设了了等等三三角角锁锁
23、。在在 等等三三角角锁锁的的控控制制下下，全全面面布布设设了了 等等三三角角网网或或十十字字交交叉叉的的 等等三三角角锁锁。随随后后，随随着着国国民民经经济济发发展展的的需需要要及及测测绘绘基基本本图图的的需需要要，在在、 等等三三角角锁锁网网的的控控制制下下，建建立立了了、 等等三三角角网网。在在高高程程控控制制方方面面，全全国国建建立立了了 等等水水准准网网，接接着着为为满满足足各各部部门门和和各各项项工工作作的的需需要要，又又建建立立了了、 等等水水准准网网。至至此此，我我国国已已完完成成了了经经典典大大地地测测量量的的平平面面控控制制网网和和高高程程控控制制网网。经经过近三十年的变化，
24、经典大地测量的现状是：过近三十年的变化，经典大地测量的现状是：第一章第一章 绪论绪论水水准准原原点点国家大地原点国家大地原点第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论（1 1）标标志志破破坏坏严严重重。平平面面控控制制网网中中的的三三角角点点标标志志（木木标标志志、钢钢标志和标石）破坏相当严重，以至到了不能利用的程度。标志和标石）破坏相当严重，以至到了不能利用的程度。（2 2）控控制制网网的的精精度度不不高高。采采用用经经典典大大地地测测量量方方法法建建立立的的平平面面控控制制网网，是是以以丈丈量量基基线线和和观观测测角角度度向向前前推推进进的的，误误差差积积累累尤尤甚
25、甚。从从测测量量基基线线1/1001/100万万的的相相对对误误差差开开始始，一一直直推推算算到到应应用用较较频频繁繁的的等等三三角角网网上上，相相对对误误差差降降到到1/51/5万万，此此已已不不适适应应于于现现代代精精密密工工程程的的需需要要，更无法满足地学研究的需要。更无法满足地学研究的需要。（3 3）平平面面控控制制与与高高程程控控制制相相分分离离。由由于于建建立立平平面面控控制制网网和和高高程程控控制制网网的的要要求求是是截截然然不不同同的的，因因而而二二者者是是相相互互独独立立的的，没没有有统统一一的的坐标系，故使用极不方便。坐标系，故使用极不方便。（4 4）平平面面控控制制点点难
26、难以以达达到到。为为保保证证点点间间的的通通视视和和构构成成一一定定的的网网形形，平平面面控控制制点点大大多多选选在在制制高高点点上上。因因此此多多半半设设在在山山峰峰上上，交交通通不不便，难以到达。便，难以到达。 在经济高速发展的今天，经典大地测量网面临着全面改造的问在经济高速发展的今天，经典大地测量网面临着全面改造的问题。题。GPSGPS的出现，为经典大地测量网的改造提供了强有力的技术手的出现，为经典大地测量网的改造提供了强有力的技术手段。段。 第一章第一章 绪论绪论2 2、GPSGPS技术与经典大地测量的差异技术与经典大地测量的差异 GPSGPS技术与经典大地测量各有特点，二者比较，存在
27、下列差异：技术与经典大地测量各有特点，二者比较，存在下列差异：（1 1）在结构上在结构上 经经典典大大地地测测量量控控制制网网总总是是分分为为平平面面控控制制网网和和高高程程控控制制网网，相相互互独独立立，个个成成系系统统。平平面面控控制制网网是是利利用用测测距距仪仪测测边边和和经经纬纬仪仪测测角角构构成成一一定定三三角角形形或或四四边边形形来来完完成成的的。为为了了保保证证点点间间的的通通视视，三三角角点点必必须须设设在在制制高高点点上上；为为了了保保证证坐坐标标传传递递的的精精度度，三三角角点点间间构构成成的的网网形形要要求求具具有有较较强强的的几几何何图图形形。高高程程网网是是利利用用水
28、水准准仪仪逐逐站站测测量量两两点点间间的的高高差差来来建建立立的的，因因而而要要求求水水准准点点要要选选在在地地势势平平坦坦和和交交通通方方便便的的道道路路两两边边。可可见见，二二者者对对点点位位的的要要求求和和观观测测方方法法是是截截然然不不同同的的，因因此此也也就就无法统一起来，各自在计划、施测、数据处理和应用上自成体系。无法统一起来，各自在计划、施测、数据处理和应用上自成体系。 而而采采用用GPSGPS定定位位技技术术时时，已已知知点点在在GPSGPS卫卫星星上上，点点的的位位置置（平平面面位位置置和和高高程程）是是以以接接收收GPSGPS卫卫星星信信号号的的方方式式来来实实现现的的，它
29、它只只与与卫卫星星相相联联系系与与其其它它点点无无关关，因因而而相相邻邻点点间间不不要要求求通通视视，并并可可获获得得地地面面点点在全球地心坐标系中的坐标。在全球地心坐标系中的坐标。第一章第一章 绪论绪论这样，一方面省去了大量的地面测设工作，把测绘人员从沉重这样，一方面省去了大量的地面测设工作，把测绘人员从沉重的地面劳动中解放出来，极大地提高了测量的效益；另一方面，将的地面劳动中解放出来，极大地提高了测量的效益；另一方面，将平面坐标系和高程坐标系统一到全球坐标系中，使二者成为一个整平面坐标系和高程坐标系统一到全球坐标系中，使二者成为一个整体。体。（）（）在层次上在层次上 经经典典大大地地测测量
30、量是是指指广广阔阔区区域域的的测测量量方方法法。区区域域既既广广，如如果果采采取取一一次次布布网网的的密密集集测测量量方方式式，以以短短边边传传递递，则则由由于于观观测测误误差差，边边长长和和方方位位角角的的误误差差必必然然迅迅速速增增加加，精精度度迅迅速速降降低低。因因此此，经经典典大大地地测测量量按按照照用用途途、使使用用仪仪器器、观观测测精精度度和和边边长长的的不不同同，将将控控制制网网由由高高级级由由低低级级分分为为、等等四四个个层层次次，高高一一级级作作为为下下一一级级的的控控制制基基准准，下下一一级级作作为为高高一一级级的的补补充充，遵遵循循“由由大大到到小小、逐逐级级控控制制”的
31、的原原则，从而使得大地控制网的建立成为旷日持久的工作。则，从而使得大地控制网的建立成为旷日持久的工作。 GPSGPS定定位位技技术术则则截截然然不不同同。GPSGPS定定位位网网不不存存在在误误差差积积累累这这一一问问题题，抛抛弃弃了了“由由大大到到小小、逐逐级级控控制制”这这一一布布网网原原则则。它它在在观观测测中中所所使使用用的的仪仪器器相相同同，观观测测精精度度也也相相同同。若若要要提提高高定定位位精精度度，只只要要稍稍微微延延长长观观测测时时间间，所所费费极极微微。而而经经典典大大地地测测量量中中，高高等等点点与与低低等等点点的的代代价之比上很大的。价之比上很大的。第一章第一章 绪论绪
32、论（）在数据处理上（）在数据处理上 经经典典大大地地测测量量的的观观测测数数据据是是在在重重力力空空间间获获得得的的，而而地地面面点点的的平平面面位位置置必必须须用用大大地地坐坐标标表表示示，它它们们是是在在一一个个以以椭椭球球面面为为参参考考的的几几何何空空间间中中量量。为为了了由由重重力力空空间间的的观观测测量量进进行行分分级级处处理理。在在结结构构上上，将将平平面面控控制制和和高高程程控控制制分分别别处处理理；在在层层次次上上，将将、等等网网分分别别处处理理。由由于于它它们们的的观观测测量量不不等等权权，无无法法进进行行整整体体平平差差。相相反反地，联合平差会使成果变坏。地，联合平差会使
33、成果变坏。 采采用用GPSGPS定定位位技技术术则则截截然然不不同同，它它可可以以直直截截了了当当地地得得出出地地面面点点在在WGS84WGS84地地心心坐坐标标系系中中的的三三维维坐坐标标，从从而而避避免免了了复复杂杂的的归归算算问问题题。由由于于GPSGPS观观测测量量是是等等权权的的，因因而而可可将将高高等等级级点点和和低低等等级级点点统统一一处理。处理。GPSGPS的出现，对测绘界产生了深刻的影响，它使得一些经典的的出现，对测绘界产生了深刻的影响，它使得一些经典的测量方法成为历史。虽然测量方法成为历史。虽然GPSGPS可能还不会完全取代经典测量方法，可能还不会完全取代经典测量方法，但其
34、主导作用是确定无疑的。但其主导作用是确定无疑的。第一章第一章 绪论绪论1.1. GPSGPS系统的组成系统的组成1.1.1 GPS.1 GPS卫星星座卫星星座 GPSGPS系系统统由由GPSGPS卫卫星星星星座座（空空间间部部分分）、地地面面监监控控系系统统（地地面面控控制制部部分分）和和GPSGPS信信号号接接收收机机（用用户户设设备备部部分分）等等三三部分组成。部分组成。 、GPSGPS卫星星座的构成卫星星座的构成 GPSGPS卫星星座由卫星星座由2121颗工作卫星和颗工作卫星和3 3颗在轨备用卫星组成，这颗在轨备用卫星组成，这2424颗卫颗卫星均匀分布在星均匀分布在6 6个轨道平面上。卫
35、星轨道平面相对地球赤道平面的个轨道平面上。卫星轨道平面相对地球赤道平面的倾角约为倾角约为5555，各轨道平面升交点的赤经相差，各轨道平面升交点的赤经相差6060，在相邻轨道上，在相邻轨道上，卫星的升交距角相差卫星的升交距角相差3030。轨道平均高度约为。轨道平均高度约为20200km20200km，卫星运行周卫星运行周期为期为1111小时小时5858分分。卫星轨道近于圆形，其长半轴为。卫星轨道近于圆形，其长半轴为26560km26560km，最大最大偏心率为偏心率为0.010.01。同一观测站上每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前约同一观测站上每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前约4
36、4分钟。每颗卫星每天约有分钟。每颗卫星每天约有5 5个小时在地平线以上，同时位于地平线个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目视时间和地点而定，最少为以上的卫星数目视时间和地点而定，最少为4 4颗，最多可达颗，最多可达1111颗。颗。这一分布方式，保证了地面上任何时间、任何地点至少可同时观测这一分布方式，保证了地面上任何时间、任何地点至少可同时观测到到4 4颗卫星。颗卫星。定位星座：定位星座：在用卫星进行导航定位时，为了求得测站的在用卫星进行导航定位时，为了求得测站的三维位置，必须观测颗卫星，称之为定位星座。三维位置，必须观测颗卫星，称之为定位星座。间隙段：间隙段：PSPS卫星的上述分
37、布，在个别地区仍可能在其一短时卫星的上述分布，在个别地区仍可能在其一短时间内间内( (例如数分钟例如数分钟) )只能观测到只能观测到4 4颗图形结构较差的卫星，而无法达颗图形结构较差的卫星，而无法达到必要的定位精度。这种时间段称为间隙段。到必要的定位精度。这种时间段称为间隙段。间隙段的解决方法：）制定作业计划；（静态）间隙段的解决方法：）制定作业计划；（静态）采用双系统接收机（动态）采用双系统接收机（动态）第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论2 2、GPSGPS卫星及其功能卫星及其功能 GPSGPS卫星的主体呈圆柱形卫星的主体呈圆柱形，直径约为直径约为1.5m1.5m，重约重约774k
38、g774kg（包括包括310kg310kg燃料燃料) )，两侧设有两块双叶太阳能板，能自动对两侧设有两块双叶太阳能板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作的用电。日定向，以保证卫星正常工作的用电。 每颗卫星装有每颗卫星装有4 4台高精度原子钟台高精度原子钟(2(2台铷台铷钟和钟和2 2台铯钟台铯钟) )，这是，这是卫星的核心设备卫星的核心设备。它将发射标准频率信号，为它将发射标准频率信号，为GPSGPS 测量提供高精度的时间标准。测量提供高精度的时间标准。GPSGPS卫星的基本功能：卫星的基本功能： 1 1）向广大的用户连续不断地发射卫星导航定位信号（简称）向广大的用户连续不断地发射卫星导航定位
39、信号（简称GPSGPS信信号），并用导航电文报告自己的现势位置已以及其他在轨卫星的概号），并用导航电文报告自己的现势位置已以及其他在轨卫星的概略位置；略位置； 第一章第一章 绪论绪论 2 2）在飞越注入站上空时，接受由）在飞越注入站上空时，接受由地面注入站发送到卫星的导航电文和地面注入站发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过其他有关信息，并通过GPSGPS信号形成电信号形成电路，适时的发送给广大的用户。路，适时的发送给广大的用户。 3 3）接受地面主控站通过注入站发）接受地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令。如适时的改正送到卫星的调度命令。如适时的改正运行的偏差。或者启用备用时钟等。运
40、行的偏差。或者启用备用时钟等。 4 4）通过星载高精度原子钟，提供）通过星载高精度原子钟，提供精确的时间标准，使各卫星处于同一精确的时间标准，使各卫星处于同一时间标准时间标准GPSGPS时时。 第一章第一章 绪论绪论1.1.2 .2 地面监控系统（地面控制部分）地面监控系统（地面控制部分） 对于导航定位而言，对于导航定位而言，GPSGPS卫星是一种动态已知点，它是依据卫卫星是一种动态已知点，它是依据卫星发送的星历计算而得的。所谓星发送的星历计算而得的。所谓“卫星星历卫星星历”是一系列描述卫星是一系列描述卫星运动及其轨道的参数。运动及其轨道的参数。 每颗每颗GPSGPS卫星所播发的星历，是由地面
41、监控系统提供的。卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。GPSGPS卫卫星的设计寿命是七年半，当它们入轨运行以后，卫星的星的设计寿命是七年半，当它们入轨运行以后，卫星的“健康健康”状状态如何，亦即卫星上各种设备是否能正常工作，以及卫星是否一直态如何，亦即卫星上各种设备是否能正常工作，以及卫星是否一直沿预定的轨道运行，这都要由地面设备进行监测和控制。此外，地沿预定的轨道运行，这都要由地面设备进行监测和控制。此外，地面监控系统还有一个重要作用，保持各颗卫星处于同一时间标准，面监控系统还有一个重要作用，保持各颗卫星处于同一时间标准，即处于即处于GPSGPS时间系统。这就要在地面上设站监测各颗卫星的
42、时间，时间系统。这就要在地面上设站监测各颗卫星的时间，并计算出有关改正数，进而由导航电文发射给用户，以确保处于并计算出有关改正数，进而由导航电文发射给用户，以确保处于GPSGPS时间系统。时间系统。 GPSGPS工作卫星的地面系统，目前主要由分布在全球的工作卫星的地面系统，目前主要由分布在全球的5 5个地面个地面站组成，其中包括一个主控站、三个信息注入站和五个卫星监测站组成，其中包括一个主控站、三个信息注入站和五个卫星监测站。站。 第一章第一章 绪论绪论 主控站一个，设在美国本土科罗拉多主控站一个，设在美国本土科罗拉多. .斯平士斯平士( (Colorado Colorado Springs)
43、Springs)的联合空间执行中心。注入站现有的联合空间执行中心。注入站现有3 3个，分别设在印度洋个，分别设在印度洋的狄哥的狄哥伽西亚伽西亚( (Diego Garcia)Diego Garcia)、南大西洋的阿松森岛南大西洋的阿松森岛( (Ascension)Ascension)和南太平洋的卡瓦加兰和南太平洋的卡瓦加兰( (KwajaleinKwajalein) )。五个监测站除主控站和注入五个监测站除主控站和注入站外，还在夏威夷设立了一个监测站。站外，还在夏威夷设立了一个监测站。地面地面监控监控系统系统的分的分布布第一章第一章 绪论绪论 1 1、监测站、监测站 是在主控站直接控制下的数据
44、自动采集中心，站内设有双频是在主控站直接控制下的数据自动采集中心，站内设有双频GPSGPS接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感器。器。 接收机对接收机对GPSGPS卫星进行连续观测，以采集数据和监测卫星的工卫星进行连续观测，以采集数据和监测卫星的工作状况；作状况； 原子钟提供时间标准；原子钟提供时间标准； 环境传感器收集当地的气象数据。环境传感器收集当地的气象数据。 所有观测资料由计算机进行初步处理（如计算对流层、电离所有观测资料由计算机进行初步处理（如计算对流层、电离层、天线相位中心、相对论效应改正数等），并存储和传送到
45、主控层、天线相位中心、相对论效应改正数等），并存储和传送到主控站，用以确定卫星的轨道。站，用以确定卫星的轨道。第一章第一章 绪论绪论 2 2、主控站、主控站 主按站除协调和管理所有地面监控系统的工作外，其主按站除协调和管理所有地面监控系统的工作外，其主要任务是：主要任务是： 3 3）调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行。）调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行。 4 4）启用备用卫星以代替失效的工作卫星。）启用备用卫星以代替失效的工作卫星。 1 1）根据本站和其它监测站的所有观测资料推算编制各卫星的星）根据本站和其它监测站的所有观测资料推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气层的修正参数等，
46、并把这些数据传送到注入站。历、卫星钟差和大气层的修正参数等，并把这些数据传送到注入站。 2 2）提供全球定位系统的时间基准。各监测站和）提供全球定位系统的时间基准。各监测站和GPSGPS卫星的原子卫星的原子钟均应与主控站的原子钟同步或测出其间时钟差，并把这些钟差信钟均应与主控站的原子钟同步或测出其间时钟差，并把这些钟差信息编入导航电文送到注入站；息编入导航电文送到注入站；第一章第一章 绪论绪论 3 3、注入站、注入站 注入站的主要设备包括一台直径为注入站的主要设备包括一台直径为3.6m3.6m的天线，一台的天线，一台C C波段发射波段发射机和一台计算机。其机和一台计算机。其主要任务主要任务是在
47、主控站的控制下，将主控站推算是在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等注入到相应和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。 整个整个GPSGPS的地面监控部分，除主控站外均无人值守。各站间用的地面监控部分，除主控站外均无人值守。各站间用现代化的通讯系统联系起来，在原子钟、计算机的驱动和精确控制现代化的通讯系统联系起来，在原子钟、计算机的驱动和精确控制下，各项工作实现了高度的自动化和标准化。下，各项工作实现了高度的自动化和标准化。 为了提高为了提高GPSGPS卫星
48、的定轨精度，当系统建成后将会适当增加监卫星的定轨精度，当系统建成后将会适当增加监测站的数量并改善其在全球的分布。测站的数量并改善其在全球的分布。第一章第一章 绪论绪论1.1.3 GPS.3 GPS信号接收机（用户设备部分）信号接收机（用户设备部分） 全球定位系统的空间部分和地面监控部分，是用户广泛应用该全球定位系统的空间部分和地面监控部分，是用户广泛应用该系统进行导航和定位的基础，而用户只有通过用户设备才能实现利系统进行导航和定位的基础，而用户只有通过用户设备才能实现利用用GPSGPS导航和定位的目的。导航和定位的目的。 GPSGPS信号接收机：信号接收机：是一种能够接收、跟踪、变换和测量是一
49、种能够接收、跟踪、变换和测量GPSGPS卫星卫星信号的接收设备，称之为信号的接收设备，称之为GPSGPS信号接收机。信号接收机。1 1、GPSGPS信号接收机的作用信号接收机的作用 1 1）当）当GPSGPS卫星在用户视界升起时，卫星在用户视界升起时，接收机能够接收机能够捕获捕获到按一定卫星截止高度到按一定卫星截止高度角所选择的待测卫星，并能够角所选择的待测卫星，并能够跟踪跟踪这些这些卫星的运动。卫星的运动。 2 2）对所接收到的对所接收到的GPSGPS信号具有信号具有变换、放大和处理变换、放大和处理的功能，以便的功能，以便测量测量出出GPSGPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，信号从卫星到
50、接收机天线的传播时间，解译解译出出GPSGPS卫星所卫星所发射的导航电文，实时地发射的导航电文，实时地计算计算出测站的三维位置，甚至三维速度和出测站的三维位置，甚至三维速度和时间，从而时间，从而实现实现导航和定位。导航和定位。Trimble Trimble 5800 5800 GPS GPS接接收机收机 上海华上海华测测X90X90 GPS GPS接接收机收机 小小博博士士手手持持机机 博博宇宇 GPSGPS接接收收机机 中海达中海达V30V30GPSGPS接收机接收机第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论2 2、GPSGPS信号接收机的结构信号接收机的结构 GPSGPS用户设备主要包括
51、有用户设备主要包括有GPSGPS接收机及其天线，微处理接收机及其天线，微处理器及其终端设备以及电源等。器及其终端设备以及电源等。而其中接收机和天线是用户而其中接收机和天线是用户设备的核心部分，一般习惯设备的核心部分，一般习惯统称为统称为GPSGPS接收机接收机。它的主要它的主要功能是接收功能是接收GPSGPS卫星发射的信号并进行处理和量测，以获取导肮电卫星发射的信号并进行处理和量测，以获取导肮电文及必要的观测量。文及必要的观测量。 1 1）天线）天线( (前置放大器前置放大器) )； 2 2）信号处理器，用于信号识别和处理；）信号处理器，用于信号识别和处理； 3 3）微处理器，用于接收机的控制
52、、数据采集和导航计算；）微处理器，用于接收机的控制、数据采集和导航计算； 4 4）用户信息传输，包括操作板、显示板和数据存贮器；）用户信息传输，包括操作板、显示板和数据存贮器； 5 5）精密振荡器，用以产生标准频率；）精密振荡器，用以产生标准频率； 6 6）电源，供电。）电源，供电。第一章第一章 绪论绪论 如果把如果把GPSGPS接收机作为一个用户测量系统，那么按其构成部分接收机作为一个用户测量系统，那么按其构成部分的性质和功能可分为硬件部分和软件部分。的性质和功能可分为硬件部分和软件部分。硬件部分硬件部分，主要指上述，主要指上述接收机、天线和电源等硬件设备，而接收机、天线和电源等硬件设备，而
53、软件部分软件部分是支持接收机硬件实是支持接收机硬件实现其功能，并完成各种导航与定位任务的重要条件。现其功能，并完成各种导航与定位任务的重要条件。 软件部分是构成现代软件部分是构成现代GPSGPS测量系统的重要组成部分之一。一个测量系统的重要组成部分之一。一个功能齐全、品质良好的软件不仅能方便用户使用，满足用户的多方功能齐全、品质良好的软件不仅能方便用户使用，满足用户的多方面要求，而且对于改善定位精度，提高作业效率和开拓新的应用领面要求，而且对于改善定位精度，提高作业效率和开拓新的应用领域都具有重要意义。所以，域都具有重要意义。所以，软件的质量与功能已成为反映现代软件的质量与功能已成为反映现代G
54、PSGPS测量系统先进水平的一个重要标志测量系统先进水平的一个重要标志。 一般来说，一般来说，软件包括内软件和外软件软件包括内软件和外软件。所谓内软件是指诸如控。所谓内软件是指诸如控制接收机信号通道，按时序对各卫星信号进行量测的软件以及内存制接收机信号通道，按时序对各卫星信号进行量测的软件以及内存或固化在中央处理器中的自动操作程序等。这类软件已和接收机融或固化在中央处理器中的自动操作程序等。这类软件已和接收机融为一体。而外软件主要是指观测数据后处理的软件系统，这种软件为一体。而外软件主要是指观测数据后处理的软件系统，这种软件一般以磁盘方式提供。如无特别说明，通常所说接收设备的软件均一般以磁盘方
55、式提供。如无特别说明，通常所说接收设备的软件均指这种后处理软件系统。指这种后处理软件系统。 第一章第一章 绪论绪论3 3、GPSGPS信号接收机的分类信号接收机的分类1 1）按接收机的载波频率分类）按接收机的载波频率分类 GPSGPS导航与定位技术的迅速发展和应用领域的不断开拓，使得导航与定位技术的迅速发展和应用领域的不断开拓，使得世界各国对世界各国对GPSGPS接收机的研制与生产都极为重视，目前世界上接收机的研制与生产都极为重视，目前世界上GPSGPS接接收机的生产厂家约有数十家，而型号超过数百种。根据不同的观点，收机的生产厂家约有数十家，而型号超过数百种。根据不同的观点，GPSGPS接收机
56、可有多种不同的分类，现将其主要分类加以介绍。接收机可有多种不同的分类，现将其主要分类加以介绍。 单频接收机单频接收机 ：单频接收机只能接收单频接收机只能接收L1L1载波信号，测定载波相载波信号，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除电离层延迟影响，单频接收位观测值进行定位。由于不能有效消除电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（机只适用于短基线（15km15km）的精密定位。的精密定位。 双频接收机双频接收机 ：双频接收机可以同时接收双频接收机可以同时接收L1L1，L2L2载波信号。利载波信号。利用双频可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收用双频可以消除电离层对电磁波信号
57、的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。机可用于长达几千公里的精密定位。 双系统接收机双系统接收机 (GPS+GLONASS)：利用利用GPS和和GLONASS两套系两套系统的卫星信号进行导航定位。统的卫星信号进行导航定位。第一章第一章 绪论绪论2 2）按接收机的用途分类）按接收机的用途分类 导航型接收机导航型接收机 ：此类型接收机主要用于运动载体的导航，此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机 一般采用一般采用C/AC/A码伪码伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为距测量，单点实时定位精度较低，
58、一般为25mm25mm，但这类接收机价但这类接收机价格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为：车载型（用于车辆导航定位）、航海型（用于船舶导航定步分为：车载型（用于车辆导航定位）、航海型（用于船舶导航定位）、航空型（用于飞机导航定位，由于飞机运行速度快，因此，位）、航空型（用于飞机导航定位，由于飞机运行速度快，因此，在航空上用的接收机要求能适应高速运动）、星载型（用于卫星的在航空上用的接收机要求能适应高速运动）、星载型（用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达导航定位。由于卫星的速度高达7km/s7km/s以上，因
59、此对接收机的要求以上，因此对接收机的要求更高。）更高。） 测地型接收机测地型接收机 ：主要用于精密大地测量和精密工程测量。这主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位，定位精度高。仪器类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位，定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。结构复杂，价格较贵。 授时型接收机授时型接收机 ：主要利用主要利用GPSGPS卫星提供的高精度时间标准进卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。 第一章第一章 绪论绪论3 3）按接收机的通道数分类）按接收机的通道数分类 当当GP
60、SGPS接收机的天线同时接收多颗接收机的天线同时接收多颗GPSGPS卫星的信号，必须首先把卫星的信号，必须首先把这些信号分隔开来，以实现对各卫星信号的跟踪、处理和量测，具这些信号分隔开来，以实现对各卫星信号的跟踪、处理和量测，具有这样功能的器件称为有这样功能的器件称为天线信号通道天线信号通道。根据接收机所具有的通道种。根据接收机所具有的通道种类可分为：类可分为： 多通道接收机：多通道接收机：所谓多通道接收机，即具有多个卫星信号通所谓多通道接收机，即具有多个卫星信号通道，而每个通道只连续跟踪一个卫星信号的接收机。所以，这种接道，而每个通道只连续跟踪一个卫星信号的接收机。所以，这种接收机也称连续跟
61、踪型接收机。收机也称连续跟踪型接收机。 序贯通道接收机：序贯通道接收机：通常只具有通常只具有1 12 2个通道。这时为了跟踪多个通道。这时为了跟踪多个卫星信号，它在相应软件的控制下，按时序依次对各个卫星信号个卫星信号，它在相应软件的控制下，按时序依次对各个卫星信号进行跟踪和量测。由于对所测卫星依次量测一个循环所需时间较长进行跟踪和量测。由于对所测卫星依次量测一个循环所需时间较长( (20ms)20ms)，所以其对卫星信号的跟踪是不连续的。所以其对卫星信号的跟踪是不连续的。 多路复用通道接收机：多路复用通道接收机：与序贯通道接收机相似，但对所测卫与序贯通道接收机相似，但对所测卫星信号量测一个循环
62、的时间较短星信号量测一个循环的时间较短( (20ms)20ms)，可以保持对卫星信号的可以保持对卫星信号的连续跟踪。连续跟踪。第一章第一章 绪论绪论4 4）按接收机的工作原理分类）按接收机的工作原理分类 码相关型接收机：码相关型接收机：其特点是，能够产生与所测卫星的测距码其特点是，能够产生与所测卫星的测距码结构完全相同的复制码。工作中通过逐步相移，使接收码与复制码结构完全相同的复制码。工作中通过逐步相移，使接收码与复制码达到最大相关，以测定卫星信号到达用户接收机天线的传播时间。达到最大相关，以测定卫星信号到达用户接收机天线的传播时间。码相关型接收机可利用码相关型接收机可利用C CA A码也可利
63、用码也可利用P P码，其工作的基本条件是码，其工作的基本条件是必须掌握测距码的结构。所以这种接收机也称为有码接收机。必须掌握测距码的结构。所以这种接收机也称为有码接收机。 平方型接收机：平方型接收机：利用载波信号的平方技术去掉调制码，从而利用载波信号的平方技术去掉调制码，从而获得载波相位测量所必需的载波信号。这种接收机只利用卫星的信获得载波相位测量所必需的载波信号。这种接收机只利用卫星的信号无需解码，因而不必掌握测距码的结构，所以也称为无码接收机。号无需解码，因而不必掌握测距码的结构，所以也称为无码接收机。 混合型接收机：混合型接收机：是综合利用了相关技术和平方技术的优点，是综合利用了相关技术
64、和平方技术的优点，它可以同时获得码相位和精密的载波相位观测量，目前在测量工作它可以同时获得码相位和精密的载波相位观测量，目前在测量工作中广泛使用的接收机多属这种类型。中广泛使用的接收机多属这种类型。第一章第一章 绪论绪论4 4、GPSGPS信号接收机的天线信号接收机的天线 1 1）天线的作用）天线的作用 把来自卫星信号的能量转化为相应的电把来自卫星信号的能量转化为相应的电流量，并经过前置放大器送入射频部分进流量，并经过前置放大器送入射频部分进行频率变换，以便接收机对信号进行跟踪、行频率变换，以便接收机对信号进行跟踪、处理和量测。处理和量测。 2 2）对天线的要求）对天线的要求 天线与前置放大器
65、一般应天线与前置放大器一般应密封密封为一为一体，以保障在恶劣的气象环境下能正常工体，以保障在恶劣的气象环境下能正常工作，并减少信号损失；作，并减少信号损失； 天线必须采取适当的天线必须采取适当的防护与屏蔽防护与屏蔽措施措施( (例如加一块基板例如加一块基板) )，以，以尽可能地减弱信号的多路径效应、防止信号的干扰；尽可能地减弱信号的多路径效应、防止信号的干扰； 天线均应呈天线均应呈全圆极化全圆极化。要求天线的。要求天线的作用范围为整个上半球，在天顶处不产生作用范围为整个上半球，在天顶处不产生死角，以保障能同样地接收来自天空死角，以保障能同样地接收来自天空 任何方向的卫星信号；任何方向的卫星信号
66、；第一章第一章 绪论绪论 天线的相位中心与其几何中心之间的天线的相位中心与其几何中心之间的偏差偏差应尽量小，且保持应尽量小，且保持稳定。由于稳定。由于GPSGPS测量的观测量，是以天线的相位中心为准的，而在测量的观测量，是以天线的相位中心为准的，而在作业中，天线的安置却是以其几何中心为准，所以在天线的设计中，作业中，天线的安置却是以其几何中心为准，所以在天线的设计中，应尽可能保持两个中心的一致性和相位中心的稳定性。应尽可能保持两个中心的一致性和相位中心的稳定性。 3 3）天线的类型）天线的类型 单极或偶极天线：单极或偶极天线：属单频天线，属单频天线，具有结构简单，体积小的优点。通具有结构简单，
67、体积小的优点。通常需要安装在一块基板上，以有助常需要安装在一块基板上，以有助于减弱多路径的影响。于减弱多路径的影响。 四线螺旋形或螺旋形结构天线：四线螺旋形或螺旋形结构天线：也是一种单频天线，其结构较上述单也是一种单频天线，其结构较上述单极或偶极天线复杂，且在生产中难于极或偶极天线复杂，且在生产中难于调整。但其增益性良好，一般也不需调整。但其增益性良好，一般也不需要底板。要底板。第一章第一章 绪论绪论 微波传输带型天线：常简称为微波传输带型天线：常简称为微带天线。微带天线。这种天线结构最为简单这种天线结构最为简单和坚固，既可用于单频也可用于双和坚固，既可用于单频也可用于双频，天线的高度很低，是
68、安装在飞频，天线的高度很低，是安装在飞机上的理想天线。这种天线的主要机上的理想天线。这种天线的主要缺点是增益较低。不过这一缺点可缺点是增益较低。不过这一缺点可采用低噪声前置放大器加以弥补。采用低噪声前置放大器加以弥补。 锥形天线：锥形天线：也称为盘旋螺线也称为盘旋螺线型天线。这种天线可同时在两个频型天线。这种天线可同时在两个频道上工作，其主要优点是增益性好。道上工作，其主要优点是增益性好。但由于天线较高，而且螺旋线在水但由于天线较高，而且螺旋线在水平方向上不完全对称，因此天线的平方向上不完全对称，因此天线的相位中心和几何中心可能不完全重相位中心和几何中心可能不完全重合，这需要在安置天线时仔细定
69、向合，这需要在安置天线时仔细定向以得到补偿。以得到补偿。第一章第一章 绪论绪论带扼流圈的振子天线：简称为扼流圈天线。带扼流圈的振子天线：简称为扼流圈天线。这种天线的主要特点是，可以有效地抑制多路径误差的影响。这种天线的主要特点是，可以有效地抑制多路径误差的影响。这种天线的主要缺点是体积较大，重量也较重，主要用于基准台站。这种天线的主要缺点是体积较大，重量也较重，主要用于基准台站。 天线是接收设备的重要部件之一，天线是接收设备的重要部件之一，它的品质对于减少信号损失、防止信号它的品质对于减少信号损失、防止信号干扰、提高导航与定位的精度具有重要干扰、提高导航与定位的精度具有重要意义。为此，不断地完
70、善天线性能，是意义。为此，不断地完善天线性能，是当前天线设计中的重要任务，主要包括当前天线设计中的重要任务，主要包括4 4）天线设计的任务）天线设计的任务用户部用户部分分主控主控站站USCG空间部分空间部分地面天地面天线线加强加强抗干扰抗干扰能力，减弱多路径的影响；能力，减弱多路径的影响；提高相位中心的提高相位中心的稳定性稳定性； 改善天线对不同改善天线对不同GPSGPS测量工作的测量工作的适应性适应性； 改进天线的改进天线的生产工艺生产工艺。1.3.1 GLONASSGLONASS定位系统定位系统19601960年晚些时候年晚些时候，当时已有的卫星导，当时已有的卫星导航系统不能达到导航定位的
71、目的。前航系统不能达到导航定位的目的。前苏联军方确认需要一个卫星无线电导苏联军方确认需要一个卫星无线电导航系统航系统 (SRNS)(SRNS)用于规划中的新一代用于规划中的新一代弹道导弹的精确导引。弹道导弹的精确导引。1968-19691968-1969年年，国防部、科学院和海军的一些研究所国防部、科学院和海军的一些研究所联合起来要为海、陆、空、天武装力联合起来要为海、陆、空、天武装力量建立一个单一的解决方案。量建立一个单一的解决方案。19701970年年这个系统的需求文件编制完成。进一这个系统的需求文件编制完成。进一步研究之后，步研究之后，在在19761976年年，前苏联颁布，前苏联颁布法令
72、建立法令建立GLONASSGLONASS。 GLONASSGLONASS是是GLObalGLObal NAvigationNAvigation Satellite Satellite System(System(全球导航卫星系统全球导航卫星系统) )第一章第一章 绪论绪论1.3 1.3 其他导航定位系统其他导航定位系统 GLONASSGLONASS的起步晚于的起步晚于GPSGPS九年。从前苏联于九年。从前苏联于19821982年年1010月月1212日发日发射第一颗射第一颗GLONASSGLONASS卫星开始，到卫星开始，到19961996年，十三年时间内经历周折，年，十三年时间内经历周折，虽
73、然遭遇了苏联的解体，由俄罗斯接替布署，但始终没有终止或虽然遭遇了苏联的解体，由俄罗斯接替布署，但始终没有终止或中断中断GLONASSGLONASS卫星的发射。卫星的发射。 19951995年初只有年初只有1616颗颗GLONASSGLONASS卫星在轨工作，卫星在轨工作，19951995年年进行了三次进行了三次成功发射，将成功发射，将9 9颗卫星送入轨道，完成了颗卫星送入轨道，完成了2424颗工作工作卫星加颗工作工作卫星加1 1颗颗第一章第一章 绪论绪论 GLONASSGLONASS卫星星座的轨道为三个等卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道，轨道面间的夹角为间隔椭圆轨道，轨道面间的夹角为1201
74、20度，轨道倾角度，轨道倾角64.864.8度，轨道的偏心率为度，轨道的偏心率为0.010.01，每个轨道上等间隔地分布，每个轨道上等间隔地分布8 8颗卫颗卫星。卫星离地面高度星。卫星离地面高度19100km19100km。备用卫星的布局。经过数据加载，调整备用卫星的布局。经过数据加载，调整和检验，已于和检验，已于19961996年年1 1月月1818日，日，整个系整个系统正常运行。统正常运行。第一章第一章 绪论绪论 GLONASSGLONASS卫星星座基本上一直处于降效运行状态，只有卫星星座基本上一直处于降效运行状态，只有8 8颗卫星是全功能工作的。颗卫星是全功能工作的。9090年代曾经制定
75、过一个年代曾经制定过一个GLONASSGLONASS星座渐进增强计划，企图在星座渐进增强计划，企图在20012001年开始有年开始有1212颗全功能工作颗全功能工作的卫星，但根据最新情报，目前仍然只有的卫星，但根据最新情报，目前仍然只有8 8颗全功能工作颗全功能工作的卫星。的卫星。 俄罗斯目前正在着手俄罗斯目前正在着手GLONASSGLONASS系统现代化的工作。系统现代化的工作。俄俄罗斯太空部队打算开始进行新一代罗斯太空部队打算开始进行新一代GLONASS-MGLONASS-M计划的飞行计划的飞行试验。新型试验。新型GLONASS-MGLONASS-M卫星除了将有更长的设计寿命（从卫星除了将
76、有更长的设计寿命（从现行的现行的3 3年提高到年提高到7-87-8年）以外，还将具有更好的讯号特性。年）以外，还将具有更好的讯号特性。俄罗斯还计划要在将来转变到低质量（俄罗斯还计划要在将来转变到低质量（MASSMASS）第三代第三代GLONASS-KGLONASS-K卫星，确保卫星工作寿命在卫星，确保卫星工作寿命在1010年以上。年以上。 第一章第一章 绪论绪论1.3.2 GALILEOGALILEO定位系统定位系统1 1 1 1、GALILEOGALILEOGALILEOGALILEO导航建设背景导航建设背景导航建设背景导航建设背景单独的民用系统单独的民用系统提高卫星定位的完好性、可用性和精
77、度提高卫星定位的完好性、可用性和精度促进欧洲经济发展促进欧洲经济发展提高欧洲在航空工业的国际地位提高欧洲在航空工业的国际地位对对GPSGPS依赖程度分析依赖程度分析第一章第一章 绪论绪论1996年年7月月23日，欧洲议会和欧盟交通部长会议制定了有关建设日，欧洲议会和欧盟交通部长会议制定了有关建设欧洲联运交通网的共同纲领，首次提出了建立欧洲自主定位和导航欧洲联运交通网的共同纲领，首次提出了建立欧洲自主定位和导航系统的问题。系统的问题。1998年年1月月29日日，欧欧洲洲委委员员会会向向欧欧洲洲议议会会和和欧欧盟盟交交通通部部长长会会议议提提交交了了名名为为建建立立一一个个欧欧洲洲联联运运定定位位
78、和和导导航航网网：欧欧洲洲全全球球卫卫星星导导航航系系统统（GNSS）发发展展战战略略的的报报告告。3月月17日日，欧欧盟盟交交通通部部长长会会议议通通过过此此报报告告，并并委委托托欧欧洲洲委委员员会会研研究究、拟拟定定欧欧洲洲全全球球卫卫星星导导航航系系统统发发展展计划。计划。1999年年12月月22日，欧洲议会和欧盟部长级会议批准了日，欧洲议会和欧盟部长级会议批准了欧盟在科欧盟在科研、技术发展和演示领域的第五个框架计划（研、技术发展和演示领域的第五个框架计划（19982002）。“伽利略计划伽利略计划”列入其中，此计划成为列入其中，此计划成为“伽利略伽利略”资金的一个来源。资金的一个来源。
79、2000年年11月月22日日，欧欧洲洲委委员员会会提提交交了了欧欧洲洲伽伽利利略略卫卫星星导导航航系系统统可行性评估报告可行性评估报告。该报告汇总了伽利略论证阶段成果。该报告汇总了伽利略论证阶段成果。第一章第一章 绪论绪论2002年年3月月26日，欧盟交通运输部长会议以全票通过了立即开始日，欧盟交通运输部长会议以全票通过了立即开始伽利略项目的研制阶段的动议，标志着伽利略项目的研制阶段的动议，标志着“伽利略计划伽利略计划”的全面启动。的全面启动。JU已已成成立立，计计划划于于2003年年9月月正正式式挂挂牌牌，GROHE先先生生被被任任命命为为主任。主任。定义阶段（定义阶段（1999199920
80、002000）：该阶段已在）：该阶段已在20012001年宣告结束。年宣告结束。开发阶段（开发阶段（2001200120052005）：开发和在轨验证阶段，目前正在进行，）：开发和在轨验证阶段，目前正在进行，主要工作有：汇总任务需求；开发主要工作有：汇总任务需求；开发2 24 4个卫星和地面部分；系统在个卫星和地面部分；系统在轨验证。轨验证。部署阶段（部署阶段（2006200620072007）：进行卫星的发射布网，地面站的架设，）：进行卫星的发射布网，地面站的架设，系统的整体联调系统的整体联调。运营阶段（运营阶段（20082008 ）：商业营运阶段，提供增值服务。）：商业营运阶段，提供增值服
81、务。2 2 2 2、GALILEOGALILEOGALILEOGALILEO计划进度安排计划进度安排计划进度安排计划进度安排第一章第一章 绪论绪论伽利略系统的基本服务：伽利略系统的基本服务：导航导航定位定位授时授时伽利略系统的特殊服务：伽利略系统的特殊服务：搜索与救援搜索与救援(SAR功能功能)伽利略系统扩展应用服务系统：伽利略系统扩展应用服务系统：在飞机导航和着陆系统中的应用在飞机导航和着陆系统中的应用铁路安全运行调度铁路安全运行调度海上运输系统海上运输系统车队运输调度车队运输调度精准农业精准农业3 3 3 3、GALILEOGALILEOGALILEOGALILEO系统应用和服务系统应用和
82、服务系统应用和服务系统应用和服务第一章第一章 绪论绪论4 4 4 4、中欧伽利略计划的合作、中欧伽利略计划的合作、中欧伽利略计划的合作、中欧伽利略计划的合作2000年年6月，欧盟副主席德月，欧盟副主席德帕拉西率团访问中国，表达了希望帕拉西率团访问中国，表达了希望邀请中国参加欧洲正在计划建设的卫星导航定位系统邀请中国参加欧洲正在计划建设的卫星导航定位系统伽利略伽利略（GALILEO）计划的意愿。国务院总理朱镕基接见并表达了我国计划的意愿。国务院总理朱镕基接见并表达了我国对合作建设对合作建设GALILEO系统的兴趣和原则立场。系统的兴趣和原则立场。科技部于科技部于2001年年6月月21-22日，在
83、京召开了有关中欧日，在京召开了有关中欧GALILEO计计划专家研讨会。划专家研讨会。2001年年10月，欧盟和中国建立了联合工作组，具体月，欧盟和中国建立了联合工作组，具体商谈在卫星导航领域合作的有关事宜。商谈在卫星导航领域合作的有关事宜。2002年年6月朱镕基总理明确表示月朱镕基总理明确表示“我们愿意在权力和义务平衡的我们愿意在权力和义务平衡的前提下全面参加伽利略计划前提下全面参加伽利略计划”。由由科科技技部部和和欧欧盟盟委委员员会会、欧欧洲洲空空间间局局共共同同主主办办的的“中中国国欧欧洲洲工工业界参加伽利略计划研讨会业界参加伽利略计划研讨会”于于2002年年12月月17-18日在北京成功
84、举行。日在北京成功举行。第一章第一章 绪论绪论中国中国欧盟科技合作促进办公室（欧盟科技合作促进办公室（CECO）与欧洲工业联合会与欧洲工业联合会（ERTICO）于于2003年年3月月3日至日至5日在上海成功举办了日在上海成功举办了“中国中国欧欧盟智能交通研讨会盟智能交通研讨会”。会议的主题为：。会议的主题为：1“伽利略伽利略”项目合作；项目合作；2公共交通管理；公共交通管理；3中欧智能交通培训合作。中欧智能交通培训合作。欧欧洲洲与与中中国国经经过过近近两两年年的的准准备备，于于2003年年5月月16日日在在布布鲁鲁塞塞尔尔举举行行中中欧欧伽伽利利略略计计划划合合作作第第一一轮轮正正式式谈谈判判
85、，科科技技部部秘秘书书长长石石定定环环和和欧欧盟盟委委员员会会能能源源交交通通总总司司总总司司长长拉拉莫莫.赫赫共共同同主主持持了了谈谈判判。双双方方高高度度评评价价中中欧欧间间在在伽伽利利略略计计划划中中合合作作的的重重要要意意义义，各各自自表表述述了了合合作作的的目目标、原则，并对有关合作内容、方式等展开了讨论。标、原则，并对有关合作内容、方式等展开了讨论。双方在双方在2003年年9月在北京举行第二轮谈判，月在北京举行第二轮谈判，18日草签了合作协议。日草签了合作协议。中欧双方已于中欧双方已于2003年年10月月30签订正式合作协议。签订正式合作协议。伽利略系统计划投资伽利略系统计划投资3
86、4亿欧元，中方投资亿欧元，中方投资2亿欧元。亿欧元。第一章第一章 绪论绪论 东南大学伽利略系统欧亚（中国）教育与应用开发中心东南大学伽利略系统欧亚（中国）教育与应用开发中心 6 6月月1212日下午，由东南大学举办的伽利略定位系统研讨会开幕式在日下午，由东南大学举办的伽利略定位系统研讨会开幕式在逸夫科技馆报告厅举行。逸夫科技馆报告厅举行。 东南大学伽利略系统欧亚（中国）教育东南大学伽利略系统欧亚（中国）教育与应用开发中心与应用开发中心 也在开幕式上正式揭牌。研讨会特邀欧盟专家、也在开幕式上正式揭牌。研讨会特邀欧盟专家、意大利意大利ISMBISMB教授、都灵理工大学教授、西班牙卡塔若尼亚理工大学
87、教授、都灵理工大学教授、西班牙卡塔若尼亚理工大学教授等教授等7 7位专家到会作学术报告。邹采荣副校长在开幕式上致辞，位专家到会作学术报告。邹采荣副校长在开幕式上致辞，校长助理沈炯宣读成立东南大学伽利略系统欧亚（中国）教育与应校长助理沈炯宣读成立东南大学伽利略系统欧亚（中国）教育与应用开发中心的决定。科技部高新司曹学军处长、科技部国家遥感中用开发中心的决定。科技部高新司曹学军处长、科技部国家遥感中心景贵飞处长、国土资源部国际合作与科技司高平处长、交通部科心景贵飞处长、国土资源部国际合作与科技司高平处长、交通部科技信息处高翔工程师等到会讲话。来自香港理工大学、北京航天航技信息处高翔工程师等到会讲话
88、。来自香港理工大学、北京航天航空大学等兄弟院校以及科研院所的有关专家、我校国际合作处和仪空大学等兄弟院校以及科研院所的有关专家、我校国际合作处和仪器科学与工程系、无线电系、交通学院等有关单位的领导及师生出器科学与工程系、无线电系、交通学院等有关单位的领导及师生出席了开幕式。科技部高新司曹学军处长和邹采荣副校长为东南大学席了开幕式。科技部高新司曹学军处长和邹采荣副校长为东南大学伽利略系统欧亚（中国）教育与应用开发中心揭牌。该中心是我国伽利略系统欧亚（中国）教育与应用开发中心揭牌。该中心是我国高校中成立的第一个伽利略系统教育与应用开发中心。高校中成立的第一个伽利略系统教育与应用开发中心。 第一章第
89、一章 绪论绪论5 5 5 5、 GALILEOGALILEOGALILEOGALILEO系统的特点系统的特点系统的特点系统的特点全天候、全球无缝覆盖全天候、全球无缝覆盖独立于美国，受欧洲控独立于美国，受欧洲控制的民用卫星导航定制的民用卫星导航定位系统位系统定位精度高于其它导航定位精度高于其它导航星座星座导航定位服务多样性导航定位服务多样性具有地面与卫星通信能具有地面与卫星通信能力，提供救援和搜索力，提供救援和搜索服务服务系统开放性系统开放性系统管理民间性系统管理民间性6 6 6 6） GALILEOGALILEOGALILEOGALILEO系统的技术参数系统的技术参数系统的技术参数系统的技术参
90、数第一章第一章 绪论绪论1.3.3 1.3.3 我国独立自主的卫星导航我国独立自主的卫星导航 1 1 定位系统定位系统“北斗一号北斗一号” 虽然美国系统已经在全世界广泛应用，但虽然美国系统已经在全世界广泛应用，但该系统绝非完美无缺。例如，其规模太大、造价太该系统绝非完美无缺。例如，其规模太大、造价太高，其他国家很难效仿，俄罗斯就是典型的例子；高，其他国家很难效仿，俄罗斯就是典型的例子；只能导航，无法通信，因而不能满足日益增只能导航，无法通信，因而不能满足日益增长的用户需求；长的用户需求；作为一个国家来讲，如果完全依赖作为一个国家来讲，如果完全依赖，则容易受美国控制。，则容易受美国控制。那么，有
91、没有解决这那么，有没有解决这些问题的新方法呢？中国的些问题的新方法呢？中国的“北斗北斗”开辟了一条新开辟了一条新途径。途径。 双星定位：双星定位：“北斗北斗”导航卫星系统是种全天候、全天时提供卫星导航信息的导航卫星系统是种全天候、全天时提供卫星导航信息的区域性导航系统区域性导航系统。它是通过双星定位方式来工作的。该系统由颗经度上相距。它是通过双星定位方式来工作的。该系统由颗经度上相距度的地球静止卫星对用户双向测距，由个配有电子高程图的地面中心站定位，度的地球静止卫星对用户双向测距，由个配有电子高程图的地面中心站定位，另有几十个分布于全国的参考标校站和大量用户机。它的定位原理是：以颗卫另有几十个
92、分布于全国的参考标校站和大量用户机。它的定位原理是：以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，形成个球面，用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，形成个球面，用户机必然位于这个球面交线的圆弧上。电子高程地图提供的是一个以地心为球户机必然位于这个球面交线的圆弧上。电子高程地图提供的是一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。求解圆弧线与地球表面交点即心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。求解圆弧线与地球表面交点即可获得用户位置。可获得用户位置。 第一章第一章 绪论绪论历程：历程： 19831983年，开始筹划卫星导航定位系统年，开始筹划卫星
93、导航定位系统 19861986年初，正式以双星快速定位通信系统为名开始进行整个计年初，正式以双星快速定位通信系统为名开始进行整个计划，并由北京跟踪与通信技术研究所负责研发。划，并由北京跟踪与通信技术研究所负责研发。 19861986年底研发单位就提出了总体技术方案和试验方案，预估只年底研发单位就提出了总体技术方案和试验方案，预估只要要3 3年时间，就可利用已在轨道的年时间，就可利用已在轨道的2 2枚同步卫星进行整体演练，验证枚同步卫星进行整体演练，验证导航定位原理，并检验系统实用性，寻找实现双星导航定位的技术导航定位原理，并检验系统实用性，寻找实现双星导航定位的技术途径。途径。 1989198
94、9年年9 9月月5 5日凌晨日凌晨5 5点，科研人员以库尔勒、南宁等点，科研人员以库尔勒、南宁等4 4个用户个用户机进行第一次定位演练，结果证明，利用双星定位可实现定位、定机进行第一次定位演练，结果证明，利用双星定位可实现定位、定时、简短通信三大功能，而且比当时时、简短通信三大功能，而且比当时GPSGPS的民用码精度高好几倍。的民用码精度高好几倍。 19941994年年1 1月，双星快速定位通信系统正式命名为月，双星快速定位通信系统正式命名为“北斗北斗”卫星卫星导航定位系统，并列为导航定位系统，并列为 “ “九五计划九五计划”要项。双星快速定位系统演要项。双星快速定位系统演练验证试验的成功，为
95、练验证试验的成功，为“北斗北斗”系统奠定了技术基础。系统奠定了技术基础。 接下来的接下来的6 6年多里，北京跟踪与通信技术研究所又完成地面控年多里，北京跟踪与通信技术研究所又完成地面控制中心等应用系统的总体设计方案，建构制中心等应用系统的总体设计方案，建构“北斗北斗”系统的完整架构。系统的完整架构。 第一章第一章 绪论绪论 20002000年年1010月月3131日和日和1212月月2121日日， “北斗一号北斗一号”的前两颗卫星发射升空，运行的前两颗卫星发射升空，运行至今导航定位系统工作稳定，状态良好，产生了显著效益。至今导航定位系统工作稳定，状态良好，产生了显著效益。 20032003年年
96、5 5月月2525日零时日零时3434分分，我国在西昌卫星发射中心用，我国在西昌卫星发射中心用“长征三长征三号甲号甲”运载火箭，成功地将第三颗运载火箭，成功地将第三颗“北斗一号北斗一号”导航定位卫星送入导航定位卫星送入太空。这次发射的是导航定位系统的备份星。它与前两颗太空。这次发射的是导航定位系统的备份星。它与前两颗“北斗一北斗一号号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时工作星组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时提供提供卫星导航信息。卫星导航信息。第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论系统的主要功能系统的主要功能： “北斗北斗”卫星导航定位系统具有快速定位、
97、卫星导航定位系统具有快速定位、简短通信和精密授时的。简短通信和精密授时的。1 1）快速定位：）快速定位： 目的在确定用户地理位置，为用户及主管部门提供导航服务。目的在确定用户地理位置，为用户及主管部门提供导航服务。“北斗北斗”卫星导航定位系统使用的卫星，以快速捕捉信号和传送大卫星导航定位系统使用的卫星，以快速捕捉信号和传送大量数据见长，从用户发出定位申请，到收到结果，只需量数据见长，从用户发出定位申请，到收到结果，只需1 1秒钟。而秒钟。而在这在这1 1秒钟内，整个系统要完成发送申请信号、上传卫星、经地面秒钟内，整个系统要完成发送申请信号、上传卫星、经地面控制中心计算出位置，再从卫星将定位信息
98、送返申请用户等流程，控制中心计算出位置，再从卫星将定位信息送返申请用户等流程，而其中快速捕捉信号只用了几毫秒。这项而其中快速捕捉信号只用了几毫秒。这项2020年前设计的快捕技术，年前设计的快捕技术，在今天仍属世界最先进的技术。在今天仍属世界最先进的技术。“北斗北斗”卫星导航定位系统水平定卫星导航定位系统水平定位精度为位精度为100100米，差分定位精度小于米，差分定位精度小于2020米。定位响应时间：一类用米。定位响应时间：一类用户户5 5秒、二类用户秒、二类用户2 2秒、三类用户秒、三类用户1 1秒。最短定位更新时间小于秒。最短定位更新时间小于1 1秒，秒，一次定位成功率一次定位成功率95%
99、95%。 第一章第一章 绪论绪论 2 2）简短通信：）简短通信： “北斗北斗”卫星导航定位系统具有用户与用户、用户与地面控制卫星导航定位系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间双向数字简讯通信能力。运作流程为地面控制中心接收到中心之间双向数字简讯通信能力。运作流程为地面控制中心接收到用户发送来的响应信号中的通信内容，进行解读后再传送给收件人用户发送来的响应信号中的通信内容，进行解读后再传送给收件人客户端。一般用户客户端。一般用户1 1次可传输次可传输3636个汉字，经核准的用户可利用连续个汉字，经核准的用户可利用连续传送方式最多可传送传送方式最多可传送120120个汉字。这种简讯通信服务，个
100、汉字。这种简讯通信服务，GPSGPS无法提供。无法提供。3 3）精密授时：）精密授时： “ “北斗北斗”导航系统具有单向和双向导航系统具有单向和双向2 2种授时功能，根据不同的精种授时功能，根据不同的精度要求，定时传送最新授时信息给客户端，供用户完成与度要求，定时传送最新授时信息给客户端，供用户完成与“北斗北斗”卫星导航定位系统间时间差的修正。卫星导航定位系统间时间差的修正。第一章第一章 绪论绪论 “北斗北斗”卫星导航定位系统组成：卫星导航定位系统组成：由太空的导航通信卫星、由太空的导航通信卫星、地面控制中心和客户端三部分组成地面控制中心和客户端三部分组成 1 1）太空部分）太空部分有有2 2
101、枚地球同步轨道卫星，执行地面控制中心与客枚地球同步轨道卫星，执行地面控制中心与客户端的双向无线电信号的中继任务；地面控制中心包括民用网管中户端的双向无线电信号的中继任务；地面控制中心包括民用网管中心，主要负责无线电信号的发送接收，及整个系统的监控管，其中，心，主要负责无线电信号的发送接收，及整个系统的监控管，其中，民用网管中心负责系统内民用用户的标记、识别和运行管理。民用网管中心负责系统内民用用户的标记、识别和运行管理。 3 3）地面控制部分）地面控制部分包括主控站、测轨站、测高站、校正站和计包括主控站、测轨站、测高站、校正站和计算中心。主要用来测量和校正导航定位参数，以便调整卫星的运算中心。
102、主要用来测量和校正导航定位参数，以便调整卫星的运行轨道、姿态，并编制星历，完成用户定位修正资料和对用户进行轨道、姿态，并编制星历，完成用户定位修正资料和对用户进行定位。行定位。 2 2）客户端）客户端是直接由用户使用的设备，即用户机，主要用于接是直接由用户使用的设备，即用户机，主要用于接收地面控制中心经卫星转发的测距信号。收地面控制中心经卫星转发的测距信号。第一章第一章 绪论绪论“北斗北斗”卫星导航定位系统的工作步骤（原理）卫星导航定位系统的工作步骤（原理）1 1、地面控制中心向、地面控制中心向2 2枚卫星发送询问信号；枚卫星发送询问信号；2 2、卫星接收到询问信号，经卫星转发器向服务区用户播
103、送询问信号；、卫星接收到询问信号，经卫星转发器向服务区用户播送询问信号；3 3、用户响应其中、用户响应其中1 1枚卫星的询问信号，枚卫星的询问信号，并同时向并同时向2 2枚卫星发送回应信号；枚卫星发送回应信号；4 4、卫星收到用户响应信号，经卫星转、卫星收到用户响应信号，经卫星转发器发送回地面控制中心；发器发送回地面控制中心；5 5、地面控制中心收到用户响应信号，、地面控制中心收到用户响应信号，解读出用户申请的服务内容；解读出用户申请的服务内容；6 6、地面控制中心并利用数值地图计算、地面控制中心并利用数值地图计算 出用户的三维坐标位置，再将相关信息出用户的三维坐标位置，再将相关信息或通信内容
104、发送到卫星；或通信内容发送到卫星；7 7、卫星在收到控制中心发来的坐标资、卫星在收到控制中心发来的坐标资料或通信内容后，经卫星转发器传送给料或通信内容后，经卫星转发器传送给用户或收件人。用户或收件人。第一章第一章 绪论绪论“北斗一号北斗一号”卫星导航系统与卫星导航系统与GPSGPS系统比较系统比较 1 1、覆盖范围：、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约覆盖范围东经约7070一一140140，北纬，北纬55一一5555。GPSGPS是覆盖全球的是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测全天候导航
105、系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到到6-96-9颗卫星颗卫星( (实际上最多能观测到实际上最多能观测到1111颗颗) )。 2 2、卫星数量和轨道特性：、卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2 2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约6060。GPSGPS是在是在6 6个轨道平面个轨道平面上设置上设置2424颗卫星，轨道赤道倾角颗卫星，轨道赤道倾角5555，轨道面赤道角距，轨道面赤道角距6060。航卫。航卫星为准同步轨道，绕地球一周星为准同步轨道，绕地球一周1111小时小时5858分。分。 3 3、定
106、位原理：、定位原理：北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPSGPS是被动式伪码单向测是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。“北斗一号北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上
107、、价格和功耗方面处于不利的地位。含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。 第一章第一章 绪论绪论4 4、定位精度、定位精度 北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns100ns。GPSGPS三三维定位精度维定位精度P P码目前己由码目前己由16m16m提高到提高到6m6m，C/AC/A码目前己由码目前己由25-100m25-100m提高提高到到12m12m，授时精度日前约授时精度日前约20ns20ns。 5 5、用户容量用户容量 北斗导航系统由于是主动双向测距的询问北斗导航系统由于是主动双向测距的询问应答系统，用户设应
108、答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPSGPS是单向测距系是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位
109、，因此因此GPSGPS的用户设备容量是无限的。的用户设备容量是无限的。第一章第一章 绪论绪论6 6、生存能力、生存能力 和所有导航定位卫星系统一样，和所有导航定位卫星系统一样，“北斗一号北斗一号”基于中心控制系基于中心控制系统和卫星的工作，但是统和卫星的工作，但是“北斗一号北斗一号”对中心控制系统的依赖性明显对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，补这种系统易损性，GPSGPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后控站被毁后GPSG
110、PS卫星可以独立运行。而卫星可以独立运行。而“北斗一号北斗一号”系统从原理上系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。了。 7 7、实时性、实时性 “ “北斗一号北斗一号”用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对
111、于高速运动体，就加大了定位的误差。此间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差。此外，外，“北斗一号北斗一号”卫星导航系统也有一些自身的特点，其具备的短卫星导航系统也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能就是信通讯功能就是GPSGPS所不具备的。所不具备的。 第一章第一章 绪论绪论“北斗北斗”系统的军事用途系统的军事用途“北斗北斗”卫星导航定位系统基本上是以满足商用服务为主，虽卫星导航定位系统基本上是以满足商用服务为主，虽然目前军事用途仍有限，不过其仍具有雄厚的军事应用潜力，这也然目前军事用途仍有限，不过其仍具有雄厚的军事应用潜力，这也是未来发展重点。理由很简单，虽然我国卫星导航定
112、位应用近年来是未来发展重点。理由很简单，虽然我国卫星导航定位应用近年来发展迅速，但是绝大多数的军民应用范畴都是建立在美国发展迅速，但是绝大多数的军民应用范畴都是建立在美国GPSGPS之上。之上。一旦发生战争，美国关闭一旦发生战争，美国关闭GPSGPS或加大民用码误差，后果不堪设想，或加大民用码误差，后果不堪设想，所以必须发展自主的卫星导航定位系统。所以必须发展自主的卫星导航定位系统。 其实其实“北斗北斗”卫星导航定位系统的军事功能与卫星导航定位系统的军事功能与GPSGPS类似，如：飞类似，如：飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导
113、弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。不过，因运作方式不同，反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。不过，因运作方式不同，“北斗北斗”卫星导航定位系统有一些卫星导航定位系统有一些GPSGPS没有的军事功能，其中最重没有的军事功能，其中最重要的就是部队的指挥管制。要的就是部队的指挥管制。 第一章第一章 绪论绪论 由于“北斗”卫星导航定位系统的简短通信功能可进行“群呼”，如集团用户中心发出的各种指令经“北斗”指挥型用户机上传至“北斗”卫星接着转给地面控制中心，再经出站链路传
114、至“北斗”卫星向目标用户转发，使得集团用户中心可对其下属用户进行指挥调度。另外，当用户提出申请或按预定间隔时间进行定位时，不仅用户知道自己的测定位置，而调度指挥的上层单位或其他有关单位也可得知用户所在位置。 这项功能用在军事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置，并传递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。换言之，可利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。 第一章第一章 绪论绪论“北斗北斗”系统的限制与弱点系统的限制与弱点由于由于“北斗北斗”卫星导航定位系统是
115、双星系统，因此，卫星导航定位系统是双星系统，因此，用户接收器只能测得用户接收器只能测得二维二维( (平面平面) )的定位数据。的定位数据。用户若位于海平面上，因高度为零，可以直接求得三维用户若位于海平面上，因高度为零，可以直接求得三维( (平面和高度平面和高度) )的定位数据；但用户若位于陆地或空中，就需要利用地面控制中心的定位数据；但用户若位于陆地或空中，就需要利用地面控制中心的数值地图资料厍或用户自备的测高仪才能求得用户的高度，并进一步确定用户的数值地图资料厍或用户自备的测高仪才能求得用户的高度，并进一步确定用户的三维坐标。若控制中心的数值地图数据库数据不够准确，尤其是要拿到非本国的三维坐
116、标。若控制中心的数值地图数据库数据不够准确，尤其是要拿到非本国的地理精确数据并不容易，定位出的位置数据就会有问题。的地理精确数据并不容易，定位出的位置数据就会有问题。“北斗北斗”卫星导航定位系统用户的定位申请要送回地面控制中心，经由中心卫星导航定位系统用户的定位申请要送回地面控制中心，经由中心控制系统解算出用户的三维位置资料之后再发回用户。无线电信号从地面发出，控制系统解算出用户的三维位置资料之后再发回用户。无线电信号从地面发出，经卫星返回地面的上下行时间约为经卫星返回地面的上下行时间约为0.240.280.240.28秒，从用户接收器应答测距信号到秒，从用户接收器应答测距信号到接收定位结果，
117、信号经过两次上下行链路的传送，时间约需接收定位结果，信号经过两次上下行链路的传送，时间约需0.560.56秒，加上中心控秒，加上中心控制系统的计算时间，整个定位时间约需制系统的计算时间，整个定位时间约需1 1秒钟，即用户接收器约可在秒钟，即用户接收器约可在1 1秒钟完成定秒钟完成定位。这位。这1 1秒的定位时间对飞机、导弹这种高速运动的用户嫌时间长，会加大定位秒的定位时间对飞机、导弹这种高速运动的用户嫌时间长，会加大定位的误差，因此，若要利用的误差，因此，若要利用“北斗北斗”卫星导航定位系统进行精确定位，以车辆、船卫星导航定位系统进行精确定位，以车辆、船舶等慢速运动的用户较适合。舶等慢速运动的
118、用户较适合。 第一章第一章 绪论绪论 由于由于“北斗北斗”卫星导航定位系统的客户端耍请求定位服务时，必须发出应答卫星导航定位系统的客户端耍请求定位服务时，必须发出应答信号，即信号，即“有源应答有源应答”，如果使用者是军方单位就会使自身失人隐蔽性，且这个，如果使用者是军方单位就会使自身失人隐蔽性，且这个定位服务要求的信号也可被敌方定位，而遭致攻击。另外，客户端除了要和卫星定位服务要求的信号也可被敌方定位，而遭致攻击。另外，客户端除了要和卫星一样接收来自地面控制中心的询问信号，也要发出应答信号，因此，整个系统的一样接收来自地面控制中心的询问信号，也要发出应答信号，因此，整个系统的同一时间内服务用户
119、的数量便受用户可使用的通信频率数量、询问信号速率和用同一时间内服务用户的数量便受用户可使用的通信频率数量、询问信号速率和用户的响应速率等条件的限制，所以户的响应速率等条件的限制，所以“北斗北斗”卫星导航定位系统的用户设备容量是卫星导航定位系统的用户设备容量是有限的，每秒钟只能容纳有限的，每秒钟只能容纳150150个用户。虽然每个客户端都有专用识别码，不过一个用户。虽然每个客户端都有专用识别码，不过一旦被破解，很容易使整个系统被敌人或有心人士以伪冒信号加以饱和，使系统瘫旦被破解，很容易使整个系统被敌人或有心人士以伪冒信号加以饱和，使系统瘫痪或者是传送假信息，迷惑友军。由于痪或者是传送假信息，迷惑
120、友军。由于“北斗北斗”卫星导航定位系统中地面控制中卫星导航定位系统中地面控制中心扮演着系统关键角色，如：承转卫星信息、解算用户位置等，因此，一旦地而心扮演着系统关键角色，如：承转卫星信息、解算用户位置等，因此，一旦地而控制中心被毁，整个系统就不能运作了，这也是控制中心被毁，整个系统就不能运作了，这也是“北斗北斗”系统的致命伤。系统的致命伤。“北斗北斗”卫星导航定位系统使用的卫星是同步轨道卫星，这意味着落地信号卫星导航定位系统使用的卫星是同步轨道卫星，这意味着落地信号功率很小，因此，用户机需要有较大天线功率很小，因此，用户机需要有较大天线( (直径达直径达2020厘米厘米) )才能接收信号，而且
121、因才能接收信号，而且因“有源应答有源应答”运作方式，所以，用户机还要包含发射机，因此在体积运作方式，所以，用户机还要包含发射机，因此在体积( (普通型用普通型用户机长户机长2020厘米、宽厘米、宽17.517.5厘米、高厘米、高5.25.2厘米厘米) )、重量、耗电量，甚至价格都远比、重量、耗电量，甚至价格都远比GPSGPS接收机来得大、重、耗电与贵，而且这么大且重的用户机，不要说是装在导弹上，接收机来得大、重、耗电与贵，而且这么大且重的用户机，不要说是装在导弹上，就是单兵使用都是一大负担。就是单兵使用都是一大负担。 第一章第一章 绪论绪论 综上所述，北斗导航系统具有卫星数量少、投资小、用户设
122、备综上所述，北斗导航系统具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。缺点是不能覆盖两极地区，前我国陆、海、空运输导航定位的需求。缺点是不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位，且需提供用户高程数赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位，且需提供用户高程数据，不能满足高动态和保密的军事用户要求，用户数量受一定限制。据，不能满足高动态和保密的军事用户要求，用户数量受一定限制。但最重要的是，但最重要的是，“北斗一号北斗一号”导航系统是我国独立自主建
123、立的卫星导航系统是我国独立自主建立的卫星导航系统，它的研制成功标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断导航系统，它的研制成功标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断地位，解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。地位，解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。 第一章第一章 绪论绪论1.4 GPS1.4 GPS技术的应用技术的应用 在在测绘领域的应用测绘领域的应用 在大地测量中的应用在大地测量中的应用在大地测量中的应用在大地测量中的应用“只受到人们想象力的限制只受到人们想象力的限制” 国家国家A A级和级和B B级级GPSGPS大地控制网分别大地控制网分别于于19961996年和年和19971997年建成并先
124、后交付使用。年建成并先后交付使用。第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论 国家国家A A级和级和B B级级GPSGPS大地控制网分别于大地控制网分别于19961996年和年和19971997年年建成并先后交付使用。建成并先后交付使用。A A级网由级网由3030个点组成，平均边长为个点组成，平均边长为650km650km，水平方向重复精度优于水平方向重复精度优于210210-8-8，垂直方向不低于，垂直方向不低于710710-8-8，绝对精度（相对地心）不低于，绝对精度（相对地心）不低于0.1m0.1m。B B级网由级网由800800个点组成，平均边长为个点组成，平均边长为150km150
125、km，水平方向重复精度优于水平方向重复精度优于410410-8-8，垂直方向不低于，垂直方向不低于810810-8-8，绝对精度（相对地心），绝对精度（相对地心）不低于不低于1m1m。国家国家A A级和级和B B级级GPSGPS大地控制网的建成，标志大地控制网的建成，标志着我国具有分米级绝对精度的着我国具有分米级绝对精度的3 3维大地坐标系统已基本建维大地坐标系统已基本建成，它将为我国空间技术和空间基础数据、实时动态定位成，它将为我国空间技术和空间基础数据、实时动态定位等技术提供一个精确可靠的参照系。等技术提供一个精确可靠的参照系。 第一章第一章 绪论绪论在在测绘领域的应用测绘领域的应用 在在
126、极地考察中的应用极地考察中的应用 在工程测量中的应用在工程测量中的应用 在变形监测中的应用在变形监测中的应用第一章第一章 绪论绪论 用用GPSGPS代替常规的方法可广泛用于各种形变监测网的三维变形代替常规的方法可广泛用于各种形变监测网的三维变形监测，可用于水库大坝、库区滑坡体、大桥、高层建筑变形监测监测，可用于水库大坝、库区滑坡体、大桥、高层建筑变形监测第一章第一章 绪论绪论在测绘领域中的应用在测绘领域中的应用 RSRS和航测和航测在在RSRS中的应用中的应用第一章第一章 绪论绪论在在在在矿矿矿矿山山山山、地地地地籍籍籍籍、土土土土地地地地规规规规划划划划等等等等方方方方面面面面的的的的应应应
127、应用用用用第一章第一章 绪论绪论在陆、海、空导航中的应用在陆、海、空导航中的应用第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论其它应用：其它应用：地球动力学地球动力学第一章第一章 绪论绪论其它应用：其它应用：战争战争第一章第一章 绪论绪论美海军美海军F-14F-14将将携带携带GPSGPS制制导穿透导穿透炸弹炸弹 美国海军正在测试新型的美国海军正在测试新型的GBU-24GBU-24硬目硬目标穿透制导炸弹，以提高标穿透制导炸弹，以提高F-14F-14“雄猫雄猫”战斗机的对地攻击能力。战斗机的对地攻击能力。 开始时，开始时，E/BE/B炸弹通过炸弹通过GP
128、SGPS飞向目标点，然飞向目标点，然后激光指示器将对目标点进行修正或引导后激光指示器将对目标点进行修正或引导炸弹指向另一个目标。该型炸弹是在原炸弹指向另一个目标。该型炸弹是在原GBU-24B/BGBU-24B/B型激光制导的基础上又加上了型激光制导的基础上又加上了GPSGPS制导。制导。 第一章第一章 绪论绪论SLAM-ERSLAM-ER扩展反应型离岸攻击导弹扩展反应型离岸攻击导弹 当导弹飞行的时候，装当导弹飞行的时候，装置处理接收到的置处理接收到的GPSGPS全球卫全球卫星定位系统的数据用以校星定位系统的数据用以校正惯性导航系统。正惯性导航系统。 SLAM-ERSLAM-ER具有图像和红外具
129、有图像和红外线身份识别系统，并具有线身份识别系统，并具有其它几种导弹同样的穿透其它几种导弹同样的穿透性和高爆性弹药。这些使性和高爆性弹药。这些使它能对目标进行外科手术它能对目标进行外科手术性的攻击。性的攻击。 第一章第一章 绪论绪论CALCM AGM-86CCALCM AGM-86C常规空投寻航导弹常规空投寻航导弹 ：GPSGPS精确制导导弹精确制导导弹 CALCMCALCM常常规规空空投投寻寻航航导导弹弹是是将将ALCMALCM寻寻航航导导弹弹原原来来的的按按景景物物、等等高高线线寻寻找找方方式式，改改为为在在惯惯性性制制导导基基础础上上加加装装上上优优化化的的GPSGPS全全球球卫卫星星定
130、定位位高精度制导装置高精度制导装置CALCMCALCM导弹。导弹。 CALCMCALCM能飞行能飞行4.54.5小时，在接近小时，在接近目标目标2.52.5米处进行急剧变化的终点米处进行急剧变化的终点俯冲，加上穿透性的弹头有效地打俯冲，加上穿透性的弹头有效地打击坚固的深埋在地下的目标击坚固的深埋在地下的目标- -实施实施手术型的攻击。手术型的攻击。 B-52HB-52H飞机投放此物。飞机投放此物。 第一章第一章 绪论绪论 20032003年年3 3月月2020日，日，伊拉克伊拉克战争爆发。大批轰炸机、战斗机猛扑战争爆发。大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达，用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁，
131、行动代向伊拉克首都巴格达，用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁，行动代号：号：“斩首行动斩首行动”；4 4月，一架月，一架B-1B“B-1B“枪骑兵枪骑兵”轰炸机临时接到任轰炸机临时接到任务，用炸弹摧毁了另一座建筑。他们的目标都是一个人：萨达姆务，用炸弹摧毁了另一座建筑。他们的目标都是一个人：萨达姆侯侯赛因，他们所使用的炸弹都是一种：联合攻击炸弹赛因，他们所使用的炸弹都是一种：联合攻击炸弹(JDAM)(JDAM)，这些炸这些炸弹之所以都能够精确的打击目标，是因为他们都是通过卫星定位来弹之所以都能够精确的打击目标，是因为他们都是通过卫星定位来实现定位，提供这种定位服务的正是由实现定位，提供这种定位服务
132、的正是由2424颗颗美国美国卫星组成的全球定卫星组成的全球定位系统位系统GPSGPS。 投放投放GPSGPS制导炸弹的轰制导炸弹的轰炸机已经成为斩首利器炸机已经成为斩首利器 第一章第一章 绪论绪论伊拉克战争中伊拉克战争中伊拉克战争中伊拉克战争中GPSGPSGPSGPS卫星增强卫星增强卫星增强卫星增强l1月29日发射 新型导航卫星GPS Block IIR-8：实验星XSS10用于实验对空间目标监视能力。并用于显示先进轨道机动和位置保持能力l3月31日发射 新型导航卫星GPS Block IIR-9：加强抗干扰能力，增强卫星信号强度、改善信号处理功能、开发新的军用密码第一章第一章 绪论绪论伊拉克战争中伊拉克战争中GPSGPS制导武器制导武器l精确制导炸弹19000枚l巡航导弹955枚自由伊拉克战争自由伊拉克战争 海湾战争海湾战争科索沃战争科索沃战争 阿富汗战争阿富汗战争9083555精确制导武器使用量与总投弹比精确制导武器使用量与总投弹比其中其中GPSGPS制导武器占整个精确制导武器也由海湾战争制导武器占整个精确制导武器也由海湾战争1010急增至急增至9898第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论
