GNSS定位测量 第一代卫星导航定位系统 42课件系统计划.pptx

第4章 美国的全球定位系统;; GPS卫星星座原本设计了24颗卫星,其中包括21颗工作卫星3颗备用卫星。在6个轨道平面上均匀分布24颗卫星,即每个轨道面上有4颗卫星。; 相对于地球赤道面,卫星轨道面的轨道倾角为55°各轨道平面的升交点的赤经相差60°。这种布局可保证在全球任何地系统主要由空部分,地面的部分的点、任何时刻至少可以观测到4颗用户设备三部分组成卫星。; 由GPS系统的工作原理可知,卫星时钟的精确度越高,其定位的精度也越高。早期试验型卫星采用由霍普金斯大学研制的石英振荡器,相对频率稳定度为每秒10-11,误差为14米。; 1974年以后,GPS卫星采用铷原子钟,相对频率稳定度达到每秒10-12,误差8米。 1977年, BLOCKⅡ型采用了马斯频率和时间系统公司研制的铯原子钟后,相对稳定频率达到每秒10,误差降为2.9米。 1981年,休斯公司研制的相对稳定频率为每秒10-14的氢原子钟使 BLOCK IIR型卫星误差降至1米。; 2011年6月,美国空军成功扩展GPS卫星星座,调整了6颗卫星的位置,并多加入了3颗卫星。这使工作卫星的数目增加至27颗,扩大了系统的覆盖范围,并提高了准确度。;; GPS 的地面监控部分主要由分布全球的6个地面站构成,其中包括卫星监测站、主控站、备用主控站和信息注入站。分别位于科罗拉多葛底斯堡、夏威夷、南大西洋的阿森松岛、印度洋的迪戈加西亚和南太平洋的夸贾林。 主控站建立在美国科罗拉多州的谢里佛尔空军基地,它是整个GPS系统的“中枢神经”。; 注入站目前有4个,位于科罗拉多、阿森松岛等地。注入站的主要设备包括一个大型天线、一台C波段发射机和计算机。它的主要作用就是将主控站推算的卫星星历、导航电文、钟差和其他控制指令,以一定的格式注入相应卫星的存储系统,并监测注入信息的准确性。; 所有地面站是主控站控制下的数据自动采集中心,它们都有监测站的功能,其主要作用是对GPS卫星数据和当地的环境数据进行采集、存储并传送給主控站。站内配备有GPS双频接收机、高精度原子钟、计算机和若干环境参数传感器。 接收机用来采集GPS卫星数据、监测卫星工作状况。原子钟提供时间标准。环境参数传感器则收???当地有关的气象数据。所有数据经计算机初步处理后存储并传送给主控站,再由主控站做进一步的数据处理。; GPS 的地面监控部分主要由分布全球的6个地面站构成,其中包括卫星监测站、主控站、备用主控站和信息注入站。分别位于科罗拉多葛底斯堡、夏威夷、南大西洋的阿森松岛、印度洋的迪戈加西亚和南太平洋的夸贾林。 主控站建立在美国科罗拉多州的谢里佛尔空军 基地,它是整个GPS系统的“中枢神经”。;; 用户设备主要为GPS接收机,主要作用是从GPS卫星收到信号并利用传来的信息计算用户的三维位置及时间。;; 辅助全球卫星定位系统( Assisted Global Positioning System,简称:AGPS)是一种在一定辅助配合下进行GPS定位的系统。配合传统GPS卫星信号,该系统可以利用手机基站的信号,让定位的速度更快。; 一般而言,GPS使用太空中的24颗人造卫星来进行三角定位,以获得经纬度坐标,但这通常需要一个可视天空的开放环境和至少4颗GPS卫星信号才能进行3D定位。利用手机基站的信号,辅以连接远程服务器的方式下载卫星星历,再配合传统的GPS卫星接收器,AGPS会让定位的速度更快。; 普通的GPS系统是由GPS卫星和GPS接收器两部分组成。而在AGPS系统中有一个辅助服务器。通常情况下,一个标准的GPS接收器需要至少3颗GPS卫星才能进行2D定位,同时还需要有足够的处理能力把卫星的数据转换成坐标。而在使用AGPS定位方式时,在AGPS网络中,接收器可通过与辅助服务器的通信获得定位辅助。定位的计算任务是由辅助定位服务器完成的。;THANKS