gps定位原理及其在测量中的应用和现状课件

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1、GPS定位原理及其在测量中的应用和现状目录一.概述二.GPS定位概述三.GPS定位原理四.测量定位的应用现状及其发展1.近、现代的常规（地面）定位方法采用的仪器设备尺：铟钢尺光学仪器：经纬仪，水准仪激光和红外仪器：测距仪综合多种技术的仪器：全站仪无线电、微波仪器：Loran-C，雷达观测方法角度或方向观测距离观测距离差观测一.概述2.常规（地面）定位方法的局限性观测点之间需要保证通视需要事先布设大量的地面控制点/地面站无法同时精确确定点的三维坐标难以确定地心坐标平面、高程控制网破坏严重、很多点位难以寻找观

2、测受气候、环境条件限制控制网存在误差积累、精度不高控制网点位分布不均匀平面点多在山顶并远离测区平面与高程控制分离、没有统一的控制系统一.概述一.概述3.GPS技术的广泛应用。全球定位系统(GlobalPositioningSystemGPS)是全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。在通信行业，交通、运输部门，地理信息系统，电子商务领域，电脑制造商、通信设备商均有长足的应用被誉为即通讯、互联网之后的第三个信息技术增长点。GPS优点：测站间无需通视数学模型简单，且能同时确定点的三维坐标易于实

3、现全天候观测在长距离上仍能获得高精度的定位结果目前GPS应用现状：绝大部分的控制测量用GPS实现RTK测量技术全面普及高智能亚米级手持GPS应用展开前景：高精度、智能化、小巧化、网络化。4.GPS定位技术的优点和应用一.概述什么是全球定位系统全球定位系统GPS的英文全称是NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem（导航星测时与测距全球定位系统），简称GPS有时也被称作NAVSTARGPS。根据Wooden1985年所给出的定义：NAVST

4、AR全球定位系统（GPS）是一个空基全天侯导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间内获取在一个通用参照系中的位置、速度和时间信息的要求。1.GPS定位系统的概述二.GPS定位概述2.GPS发展简史1957年10月4日第一颗人造卫星SputnikI（苏）发射成功。1958年12月开始设计NNSS(NavyNavigationSatelliteSystem)–TRANSIT，即子午卫星系统。1964年1月该系统正式运行。1967年7月系统解密以供民用。1973年12月，美国国防部（DOD）批

5、准研制GPS。1978年2月22日，第1颗GPS试验卫星发射成功。1989年2月14日，第1颗GPS工作卫星发射成功。1991年，在海湾战争中，GPS首次大规模用于实战。1993年，IGS成立。1995年7月17日，GPS达到FOC–完全运行能力（FullOperationalCapability）。1999年1月25日，美国副总统戈尔宣布，将斥资40亿美圆，进行GPS现代化。1999年8月21/22日子夜，GPS发生GPS周结束翻转(EOW)问题。2000年1月1日，Y2K问题。2000年5月1日，美国

6、总统克林顿宣布，GPS停止实施SA。（实际停止实施SA是5月2日）二.GPS定位概述3.GPS的系统组成由空间部分、地面部分和用户部分等组成二.GPS定位概述3.1空间部分（SpaceSegment）GPS卫星星座设计星座：21+321颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星6个轨道面，平均轨道高度20200km，轨道倾角55，周期11h58min（顾及地球自转，地球-卫星的几何关系每天提前4min重复一次）保证在24小时，在高度角15°以上，能够同时观测到4至8颗卫星当前星座：28颗二.GPS定位概述GP

7、S卫星类型试验卫星：BlockⅠ工作卫星：BlockⅡBlockⅡ：存储星历能力为14天，具有SA和ASBlockⅡA（Advanced）：卫星间可相互通讯，存储星历能力为180天，SV35和SV36带有激光反BlockⅡR（Replacement/Replenishment）：卫星间可相互跟踪相互通讯BlockⅡF（FollowOn）：新一代的GPS卫星,增设第三民用频率BlockIIABlockIIRBlockIIABlockIIF二.GPS定位概述GPS卫星作用：接收、存储导航电文生成用于导航定位的

8、信号（测距码、载波）发送用于导航定位的信号（采用双向调制法调制在载波上的测距码和导航电文）接受地面指令，进行相应操作其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。主要设备太阳能电池板原子钟（2台铯钟、2台铷钟）信号生成与发射装置二.GPS定位概述卫星的载波信号与调制GPS卫星信号包含三种信号分量：载波、测距码和数据码。信号分量的产生都是在同一个基本频率f0=10.23MHz的控制下产生，GPS卫星信号示意图如下基本频率10.23MHzL1