GPS基本介绍及操作

GPS基本介绍及操作

王志伟 2007.12

目录一.前言 二.GPS相关介绍

三.GPS使用方法四.GPS数据处理

五.GPS图像处理

一.前言GPS 即全球定位系统(Global Positioning System)是美国从本世纪70年代开始研制，历时 20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有 在海、陆、空进行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。经近10年我国测绘等部 门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高 效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成 功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运 载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、 资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域 带来一场深刻的技术变革 。 国内行业网站：http://www.77cn.com.cn/about.htm郑州卫通电子科技有限公司 http://www.77cn.com.cn/北京盛基恒信科技发展有限公司

二.GPS相关介绍1.GPS概述 2· GPS构成 3· GPS原理 4· GPS前景 5· GPS特点 6· GPS功用 7· GPS应用 8· GPS种类

1.GPS概述即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地 说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可 以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星， 以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、 定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及 个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。 全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合 研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空 三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、 核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要 组成。经过20余年的研究实验，耗资200亿美元，到1994年3月， 全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———GPS星 座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS 信号接收机。

◆GPS的前身GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统， 1958年研制，64年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星 网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位 精度方面也不尽如人意。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优 越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海 陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。 为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的 用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67 年、69年

和74年各发射了一颗试验卫星。而美国空军则提出了 621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星 中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道 该计 划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当 信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。海军的计划主 要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服 务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用 而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美 国国防部将2者合二为一。

2.GPS构成1。空间部分 GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于 距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上 (每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗 有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何 地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持 良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上 连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组 称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精 度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法 解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而 刻意降低精度后,主要开放给民间使用。

2.GPS构成2。地面控制部分 地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能 够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得 的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处 理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数 据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时, 把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入 对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用 范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障, 那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导 航精度会逐渐降低。

2.GPS构成3。用户设备部分 用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能 是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星， 并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星 信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离 的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数 据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进 行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高 度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及 GPS 数据的后处理软件包 …… 此处隐藏：511字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……