工程测量第一绪论.ppt

第二部分 GPS原理 西北农林科技大学 水利与建筑工程学院 张智韬 2009年4月 第一章 绪 论 §1.1 全球定位系统的产生、发展及前景 §1.2 GPS在各个领域中的应用 §1.3 美国政府的GPS政策 §1.4 其它卫星导航定位系统 §1.1 全球定位系统的产生、发展及前景 什么是GPS？ GPS的英文全称是 Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System 简称GPS，有时也被称作NAVSTAR GPS。 GPS概述① 建立国家 美国 目的 在全球范围内，提供实时、连续、全天候的导航定位及授时服务 开始筹建时间 1973年 完全建成时间 1995年 耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。 GPS概述② 系统构成 空间部分、地面控制部分、用户部分 服务方式 通过由多颗卫星所组成的卫星星座提供导航定位服务 定位原理 距离交会 测距原理 被动式电磁波测距 特点 全球覆盖、全天候、不间断、精度高 GPS的发展简史——方案论证阶段 1973年12月，美国国防部批准研制GPS。 1978年2月22日，第1颗GPS试验卫星发射成功。 从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。 GPS的发展简史——全面研制和试验阶段 从1979年到1987年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。 GPS的发展简史——实用组网阶段 1989年2月14日，第1颗GPS工作卫星发射成功。 1991年，在海湾战争中，GPS首次大规模用于实战。 1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。 1995年7月17日，GPS达到FOC – 完全运行能力（Full Operational Capability）。 §1.2 GPS在各个领域中的应用 GPS在军事中的应用 GPS在交通运输业中的应用 航运、航空有哪些信誉好的足球投注网站 陆路交通（车辆导航、监控） 船舶远洋导航和进港引水 GPS在测量中的应用 建立和维持全球性的参考框架 GPS在测量中的应用 板块运动和监测 GPS在测量中的应用 建立各级国家平面控制网 GPS在测量中的应用 布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量 GPS在测量中的应用 在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用 GPS在其他领域中的应用 精细农业 遥感 卫星定轨 资源勘探 个人旅游及野外探险 电力、广播、电视、通讯等网络的时间同步、时间传递 …. §1.3 美国政府的GPS政策 美国政府的GPS政策 SPS与PPS SPS – 标准定位服务 使用C/A码，民用 2DRMS水平=100 m 2DRMS垂直=150-170 m 2DRMS时间=340 ns PPS – 精密定位服务 可使用P码，军用 2DRMS水平=22 m 2DRMS垂直=27.7 m 2DRMS时间=200 ns 美国政府的GPS政策 SA技术（1990.3.25~2000.5.1） Selective Availability – 选择可用性 人为降低普通用户的测量精度。方法: ε技术：降低星历精度（加入随机变化） δ技术：卫星钟加高频抖动 （短周期，快变化） AS技术（1994.1.31~至今） Anti-Spoofing –反电子欺骗 P码加密，P+W?Y GPS现代化 1999年1月25日，美国副总统戈尔宣布，将斥资40亿美元，进行GPS现代化。 GPS现代化实质是要加强GPS对美军现代化战争中的支撑和保持全球民用导航领域中的领导地位。 GPS现代化 GPS现代化的内涵： 保护。即GPS现代化是为了更好地保护美方和友好方的使用，要发展军码和强化军码的必威体育官网网址性能，加强抗干扰能力； 阻止。即阻扰敌对方的使用，施加干扰，施加SA，AS等； 保持。即是保持在有威胁地区以外的民用用户有更精确更安全的使用。 §1.4 其他卫星导航定位系统的概况 其它卫星导航定位系统——GLONASS GLONASS － Global Navigation Satellite System（全球导航卫星系统） 开发者 俄罗斯（前苏联） 系统构成 卫星星座 地面控制部分 用户设备 其它卫星导航定位系统——GLONASS GLONASS与GPS的比较 其它卫星导航定位系统——GLONASS 卫星运行状况 从1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星起，至1995年12月14日共发射了73颗卫星。 由于卫星寿命过短，加之俄罗斯前一段时间经济状况欠佳，无法及时补充新卫