《華測(cè)gps靜態(tài)培訓(xùn)》ppt課件

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1、華測(cè)靜態(tài)數(shù)據(jù)處理一、GPS基礎(chǔ)部分二、靜態(tài)測(cè)量三、華測(cè)GPS的使用四、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理主要內(nèi)容一、GPS基礎(chǔ)部分1.GPS的由來及特點(diǎn)2.GPS的系統(tǒng)組成3.GPS的定位原理4.GPS的信號(hào)組成5.GPS的誤差來源6.GPS的應(yīng)用美國國防部于1973年批準(zhǔn)陸?？杖姽餐兄菩乱淮l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，全稱為“授時(shí)與測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)／全球定位系統(tǒng)”(NavigationTimingandRanging/GlobalPositioningSystem)，簡稱為“全球定位系統(tǒng)(GPS)”。整個(gè)計(jì)劃耗時(shí)20年，投資300億美元，是繼阿波羅登月、航天飛機(jī)之后的第三大空間工程。一、GPS基礎(chǔ)部分1.GPS的由來及特點(diǎn)

2、一、GPS基礎(chǔ)部分1.GPS的由來及特點(diǎn)GPS定位技術(shù)有以下特點(diǎn)：操作簡便全天候作業(yè)功能多、應(yīng)用廣免費(fèi)定位精度高觀測(cè)時(shí)間短測(cè)站間無須通視可提供三維坐標(biāo)2.GPS的系統(tǒng)組成一、GPS基礎(chǔ)部分GPS由空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶部分三部分組成：空間星座部分：由24顆衛(wèi)星組成，其中包括3顆備用衛(wèi)星。工作衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道面內(nèi)，每個(gè)軌道面上有4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道面相對(duì)地球赤道面的傾角為55o，各軌道平面升交點(diǎn)的赤經(jīng)相差60o，在相鄰軌道上，衛(wèi)星的升交距角相差30o。軌道平均高度約為20200km，衛(wèi)星運(yùn)行周期為11h58min。現(xiàn)在GPS衛(wèi)星大約有31顆。2.GPS的系統(tǒng)組成一、GPS基礎(chǔ)部分地

3、面監(jiān)控部分：GPS的地面監(jiān)控部分主要由分布在全球的5個(gè)地面站所組成，其中包括衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站、主控站和注入站。用戶部分：用戶設(shè)備的主要任務(wù)是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息及觀測(cè)量，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理而完成導(dǎo)航和定位工作。3.GPS的定位原理一、GPS基礎(chǔ)部分由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置（X,Y,Z）?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。4.GP

4、S的信號(hào)組成一、GPS基礎(chǔ)部分GPS衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號(hào)即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60HMz的L2載波。它們的頻率分別是基本頻率10.23MHz的154倍和120倍。它們的波長分別為19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分別調(diào)制著多種信號(hào)，這些信號(hào)主要有：1、C/A碼C/A碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在L1載波上。2、P碼（Y碼）P碼又被稱為精碼。它被調(diào)制在L1和L2載波上。3、導(dǎo)航信息（或稱D碼）導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1載波上，其信號(hào)頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘改正數(shù)和其它一些系統(tǒng)參數(shù)。5.GPS的誤差來源一、GPS基礎(chǔ)部分

5、誤差的分類偶然誤差（觀測(cè)噪聲）---Noise一般優(yōu)于波長/碼元長度的1/100。系統(tǒng)誤差---Bias與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星星歷（軌道）誤差衛(wèi)星鐘差相對(duì)論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲誤差對(duì)流層延遲誤差多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機(jī)鐘差天線相位中心偏差和變化接收機(jī)不同通道間的信號(hào)延遲誤差其它軟件–模型誤差，地球潮汐GPS控制系統(tǒng)5.GPS的誤差來源--與衛(wèi)星有關(guān)的一、GPS基礎(chǔ)部分衛(wèi)星星歷（軌道）誤差廣播星歷（預(yù)報(bào)星歷）與精密星歷（后處理星歷）應(yīng)對(duì)方法精密定軌軌道松馳相對(duì)定位衛(wèi)星鐘差應(yīng)對(duì)方法鐘差多項(xiàng)式-△t=a0+a1(t-t0)+a2(t-t0)2參數(shù)物理同步誤差與數(shù)學(xué)同步誤差

6、相對(duì)論效應(yīng)狹義相對(duì)論效應(yīng)–與鐘的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，使星鐘變慢廣義相對(duì)論效應(yīng)–與鐘所處位置的重力位有關(guān)，使星鐘變快應(yīng)對(duì)方法–事先調(diào)整鐘速，根據(jù)衛(wèi)星軌道進(jìn)行修正5.GPS的誤差來源—與傳播路徑有關(guān)的一、GPS基礎(chǔ)部分電離層延遲電離層–自由電子與信號(hào)的頻率有關(guān)–與信號(hào)頻率的平方成反比（色散效應(yīng)）與信號(hào)傳播途徑上的電子密度有關(guān)，而電子密度又與高度、時(shí)間、季節(jié)、地理位置、太陽活動(dòng)等有關(guān)電離層對(duì)載波和測(cè)距碼的影響，大小相等，符號(hào)相反應(yīng)對(duì)方法模型改正–單層電離層模型雙頻改正相對(duì)定位對(duì)流層延遲對(duì)流層對(duì)流層延遲的干分量與濕分量相對(duì)于GPS信號(hào)，與信號(hào)的頻率無關(guān)（非色散）應(yīng)對(duì)方法相對(duì)定位模型改正多路徑效應(yīng)多路徑效

7、應(yīng)應(yīng)對(duì)方法–觀測(cè)地點(diǎn)的選擇、接收設(shè)備的性能、長時(shí)間觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理方法5.GPS的誤差來源—與接收機(jī)硬件有關(guān)的一、GPS基礎(chǔ)部分接收機(jī)鐘差天線相位中心的偏差與變化天線的幾何中心、平均相位中心天線相位中心的偏差天線相位中心的變化應(yīng)對(duì)方法天線定向（相對(duì)定位）模型改正接收機(jī)通道間的延遲誤差6.GPS的應(yīng)用一、GPS基礎(chǔ)部分1、軍事用途GPS本身就是軍事競賽的產(chǎn)物。精碼保密，主要提供給本國和盟國的軍事用戶使用；粗碼提供給本國民用和