第一节 GPS的基本工作原理 课件
图片预览
文档简介
课件18张PPT。第一节 GPS的基本工作原理你知道有什么方法可以辨别方向吗？ 早先，人们利用星空来辨别方向，后来发明了指南针、罗盘和六分仪等仪器来帮助识别方向，在科学技末高度发展的今天，人们开始使用GPS来进行精确定位和导航。
思考：这些定位、导航的方法和技术之间有什么差异？全球定位系统的概念 全球定位系统（GPS）是利用人造地球卫星星座来获得地面某点经纬度和高程的系统，是当代航天技术、无线电通信技术和计算机技术的结晶。全球定位系统的产生和发展 20世纪70年代，美国国防部为满足军事部门对海、陆、空设施进行高精度定位(positioning)和导航(navigation)的要求，耗资120亿美元，历时20年，于1994年建成了以定位、导航卫星为依托的全球定位系统。gps卫星所发射的空间定位信息覆盖整个地球表面，因此可以对地球表面上的任一点、任一物体进行全天候实时精确三维定位和导航。
GPS是由空间部分、地面监控系统和用户设备三部分构成的。空间部分：由分布在距地面20200千米高空、互成60°角的6个轨道面上的24颗GPS卫星组成，每个轨道上有4颗卫星。这些卫星不间断地发送各自与定位相关的参数、时间等信号，为用户提供高精度、全天候、连续实时的三维定位和导航信息。
了解中国的“北斗卫星导航系统”
中新网西昌2010年6月3日电 中国第四颗北斗导航卫星于2010年6月2日夜间在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭成功送入太空预定轨道。中国卫星导航系统专项管理办公室负责人表示，目前，中国北斗导航卫星已进入密集发射组网阶段。此前，中国已成功发射了3颗北斗导航卫星，而按照中国北斗卫星导航系统“三步走”发展战略，2012年前将完成其第二步，即北斗卫星导航系统将首先提供覆盖亚太地区的定位、导航、授时和短报文通信服务能力。北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，其建设目标为：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。据介绍，北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星；地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站；用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。北斗卫星导航系统的全球服务包括开放服务和授权服务两种方式：开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒；授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。为使北斗卫星导航系统更好地为全球服务，加强北斗卫星导航系统与其他卫星导航系统之间的兼容与互操作，促进卫星定位、导航、授时服务的全面应用，中国愿意与其他国家合作，共同发展卫星导航事业。北斗导航试运行地面监控系统：由分布在全球的1个主控站、5个监控站和3个信息注入站组成，主要作用是提供和计算卫星运行的各种参数，对卫星及各种设备进行监测和控制，并为所有卫星提供同一时间标准—GPS时间系统。
用户设备：指各种GPS接收机，负责接收和处理GPS卫星发射的信号，实时计算出三维坐标值、速度和时间，完成定位和导航工作。
GPS的工作原理 GPS卫星不断发送自身的各种参数和时间信息，GPS接收机收到这些信息后，经过计算就可确定所处位置的坐标，其定位原理类似于距离交会定位方法。 在GPS观测中，卫星的瞬间位置精确可知，可以被视为已知点坐标；卫星信号到达接收机所需要的时间可以被计算出来，这个时间长度与光速的乘积就是卫星与接收机之间的距离。因此，利用3颗GPS卫星提供的数据，组成3个方程式，就可解算出接收机的位置坐标（x，y，z)。
GPS的主要特点是：一、覆盖全球表面，可全天候作业。
二、功能多，应用广泛。
三、观测时间短，定位精度高。
四、操作简单，便于携带。
五、抗干扰性能好，保密性强。谢 谢
思考：这些定位、导航的方法和技术之间有什么差异？全球定位系统的概念 全球定位系统（GPS）是利用人造地球卫星星座来获得地面某点经纬度和高程的系统，是当代航天技术、无线电通信技术和计算机技术的结晶。全球定位系统的产生和发展 20世纪70年代，美国国防部为满足军事部门对海、陆、空设施进行高精度定位(positioning)和导航(navigation)的要求，耗资120亿美元，历时20年，于1994年建成了以定位、导航卫星为依托的全球定位系统。gps卫星所发射的空间定位信息覆盖整个地球表面，因此可以对地球表面上的任一点、任一物体进行全天候实时精确三维定位和导航。
GPS是由空间部分、地面监控系统和用户设备三部分构成的。空间部分：由分布在距地面20200千米高空、互成60°角的6个轨道面上的24颗GPS卫星组成，每个轨道上有4颗卫星。这些卫星不间断地发送各自与定位相关的参数、时间等信号，为用户提供高精度、全天候、连续实时的三维定位和导航信息。
了解中国的“北斗卫星导航系统”
中新网西昌2010年6月3日电 中国第四颗北斗导航卫星于2010年6月2日夜间在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭成功送入太空预定轨道。中国卫星导航系统专项管理办公室负责人表示，目前，中国北斗导航卫星已进入密集发射组网阶段。此前，中国已成功发射了3颗北斗导航卫星，而按照中国北斗卫星导航系统“三步走”发展战略，2012年前将完成其第二步，即北斗卫星导航系统将首先提供覆盖亚太地区的定位、导航、授时和短报文通信服务能力。北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，其建设目标为：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。据介绍，北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星；地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站；用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。北斗卫星导航系统的全球服务包括开放服务和授权服务两种方式：开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒；授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。为使北斗卫星导航系统更好地为全球服务，加强北斗卫星导航系统与其他卫星导航系统之间的兼容与互操作，促进卫星定位、导航、授时服务的全面应用，中国愿意与其他国家合作，共同发展卫星导航事业。北斗导航试运行地面监控系统：由分布在全球的1个主控站、5个监控站和3个信息注入站组成，主要作用是提供和计算卫星运行的各种参数，对卫星及各种设备进行监测和控制，并为所有卫星提供同一时间标准—GPS时间系统。
用户设备：指各种GPS接收机，负责接收和处理GPS卫星发射的信号，实时计算出三维坐标值、速度和时间，完成定位和导航工作。
GPS的工作原理 GPS卫星不断发送自身的各种参数和时间信息，GPS接收机收到这些信息后，经过计算就可确定所处位置的坐标，其定位原理类似于距离交会定位方法。 在GPS观测中，卫星的瞬间位置精确可知，可以被视为已知点坐标；卫星信号到达接收机所需要的时间可以被计算出来，这个时间长度与光速的乘积就是卫星与接收机之间的距离。因此，利用3颗GPS卫星提供的数据，组成3个方程式，就可解算出接收机的位置坐标（x，y，z)。
GPS的主要特点是：一、覆盖全球表面，可全天候作业。
二、功能多，应用广泛。
三、观测时间短，定位精度高。
四、操作简单，便于携带。
五、抗干扰性能好，保密性强。谢 谢