《GPS原理及其应用》课件.ppt

*****************GPS系统组成空间段由31颗卫星组成，绕地球运行，提供导航信号。地面控制段监测卫星运行，控制卫星轨道和时钟。用户段接收卫星信号，计算位置和时间信息。定位原理GPS接收机通过测量卫星信号到达时间来计算位置。通过多个卫星的时间差，可以计算出接收机与每个卫星的距离。1时间测量接收机测量每个卫星信号的到达时间。2距离计算根据时间差计算接收机与每个卫星的距离。3三维定位利用至少四个卫星的距离信息，计算接收机的三维坐标。卫星运行轨迹GPS卫星在距离地球约20,200公里的高度运行，轨道倾角为55度，周期约为12个小时。每个卫星的轨道平面都略有不同，形成一个网络，覆盖全球。卫星沿着这些轨道运行，不断发出信号，地面接收机通过接收信号来确定自己的位置。这种精密的轨道设计保证了全球任何地方都能够同时接收到至少4颗卫星的信号，从而实现定位。电离层对信号传播的影响电离层是地球大气层的一部分，它包含了大量的带电粒子。这些粒子会影响GPS信号的传播，导致信号延迟、信号衰减、甚至信号完全消失。10延迟信号穿过电离层时会发生延迟，这是因为信号的速度在电离层中会降低。50%衰减电离层中的电子会吸收GPS信号，导致信号强度下降。10扭曲信号在电离层中会发生折射，导致信号路径发生弯曲。100干扰电离层中的电子会反射GPS信号，导致信号发生干扰。差分GPS技术11.误差修正差分GPS通过参考站接收卫星信号，并计算出误差，然后将这些误差信息传输给用户终端进行修正。22.提高精度通过修正误差，差分GPS可以将定位精度提高到厘米级或毫米级，比普通GPS精度更高。33.应用广泛差分GPS技术广泛应用于精准农业、工程测量、地质勘探等领域。码迭代跟踪技术原理码迭代跟踪技术是一种基于伪随机码的定位技术，通过不断迭代计算来提高定位精度。它利用卫星发射的伪随机码信号，与接收机内部的码进行对比，找出最匹配的码段，从而确定卫星的距离。优点码迭代跟踪技术可以有效提高定位精度，尤其是在信号弱或多径干扰的情况下。应用广泛应用于各种GPS接收机中，包括车载导航系统、手机导航应用等。反欺骗技术信号干扰使用干扰信号欺骗接收机，使其无法正确识别卫星信号。伪造信号模拟真实卫星信号，向接收机发送虚假信号。欺骗软件利用恶意软件入侵接收机，篡改定位数据。高精度定位技术实时动态定位实时动态定位技术，主要用于移动目标的精确定位，例如自动驾驶、无人机航拍。差分GPS技术差分GPS技术利用参考站的数据对接收机观测值进行修正，提高定位精度。多系统融合定位将多个卫星导航系统的数据进行融合，以提高定位精度和可靠性。厘米级定位技术厘米级定位技术通过高精度测量设备和数据处理方法，实现亚米级的定位精度。应用领域一：测绘和导航1高精度地图绘制GPS数据用于创建详细的地形图，包括道路、建筑物和水体。2导航系统GPS接收器提供实时位置信息，用于车辆、船舶和飞机导航。3地形测量用于获取地形数据，用于工程建设、土地规划和灾害评估。4城市规划GPS数据用于优化城市规划，例如交通路线设计和基础设施建设。应用领域二：时间同步GPS信号包含精确的时间信息。时间同步是网络、金融、电力等领域的关键需求。GPS信号可以提供高精度的时间同步服务。应用领域三：农业和林业精准农业利用GPS定位，农业可以实现精准施肥、精准灌溉、精准播种等，提高农业生产效率和资源利用率。林业监测利用GPS定位，林业可以进行森林资源调查、病虫害监测、火灾预警等，有效保护森林资源。林业管理GPS定位可以帮助林业管理人员进行林木定位、林区巡护、盗伐监控等，提高林业管理效率。应用领域四：气象预报精细化预报利用GPS数据，气象预报可以获得更准确的风速、风向和气压数据，从而提高预报精度，减少预报误差。实时监测GPS可以用来追踪气象探测器，例如气象气球和无人机，并实时获取气象数据，及时了解天气状况。应用领域五：野外搜救定位遇险者GPS定位系统提供精确的坐标信息，帮助搜救人员快速找到遇险者。救援行动引导搜救队利用GPS导航，规划最佳路线，快速抵达救援地点。提高搜救效率GPS技术提高了搜救速度和效率，缩短救援时间，挽救更多生命。应用领域六：交通管制实时交通信息GPS接收器可以实时获取车辆位置数据，并将其传输到交通管理中心，以便监控交通流量和交通状况。信号灯控制GPS能够根据实时交通状况，动态调整信号灯周期，优化交通流量，减少交通拥堵。收费站管理GPS能够提供车辆行驶路线和时间信息，用于高速公路