中国石油大学(华东)GPS复习总结(附考题)教程分析.doc

第一章 绪论 1.GPS组成的三大部分以及各部分的作用 GPS是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为给类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 ①GPS卫星星座（空间部分） ②地面监控系统（地面控制部分：一个主控站、三个注入站、五个监测站） ③GPS信号接收机（用户设备部分） ⑴GPS卫星的作用 ①用L波段的两个无线载波（19cm和24cm波长）向广大用户连续不断地发送导航定位信号。 ②在卫星飞越注入站上空时，接收由地面注入站用S波段发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号电路，适时地发送给广大用户。 ③接收地面主控站处理得到的通过注入站发送到卫星的调度命令，适时地改正运行偏差或启用备用时钟等。 ①提供GPS卫星所播发的星历； ②监测和控制GPS卫星上各种设备的正常工作，以及卫星沿预定轨道运行； ③保持各颗GPS卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。 ⑶接收机作用 捕获、接收、跟踪卫星信号，并对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。 2.GPS、伽利略、GlONASS、北斗各有什么特点？ ①GPS系统的特点: （信号模式：码分多址）24颗6轨倾角55 （1）定位精度高 （2）观测时间短 （3）测站间无需通视 （4）可提供三维坐标 （5）操作简便 （6）全天候作业 （7）功能多，应用广 ②GLONASS：（信号模式：频分多址）24颗3轨倾角64.8 与GPS类似，GLONASS系统由空间卫星星座，地面控制系统和用户设备三大部分组成。 优点：可供国防和民间使用，且不带任何限制，也不计划对用户收费。 缺点： ③伽利略系统：由空间星座部分（27+3颗卫星3轨）、地面监控与服务部分、用户部分组成。 特点：⑴星座设计更加合理，可视卫星更多，对导航定位精度的影响更小。 ⑵更多的载波频率和测距信号； ⑶向用户提供完好性信息 ⑷提供SAR搜救服务 ; ⑸提供与外部增值服务的接口 ⑹Galileo系统独立于GPS，但将与GPS/GLONASS系统兼容和相互操作等。 ④北斗导航定位系统 采用双星进行有源定位，可以全天候提供区域导航、定位、授时和通信等功能的卫星定位系统 空间部分：由3颗地球静止轨道卫星（其中一颗在轨备用）组成； 地面中心站：地面应用系统和测控系统； 用户部分：即车辆、船舶、飞机以及各军兵种低动态及静态导航定位的用户接收机。 3.北斗和GPS系统的区别： 北斗卫星定位系统的原理与GPS相同，但是又从导航体制、测距方法、卫星星座、信号结构及接收机等方面进行全面改进。卫星星座计划由GEO卫星，IGSO卫星和MEO卫星组成。 5颗相隔60o的地球静止轨道卫星 3颗倾斜地球同步轨道卫星 ( IGSO星 ) 24颗分布在3个轨道面内倾角为 55°的中高度圆轨道卫星(MEO卫星) 。 GPS设计星座：21颗工作卫星+3颗在轨备用卫星，分别在6个轨道平面，当前星座：28颗 系统比较 北斗双星导航定位系统为主动式测距（接收卫星信号，且发射应答信号）隐蔽性差；且用户不能自己处理观测数据获得接收机的导航定位解，需要依靠地面中心站来计算，用户的三维位置由地面中心站计算出后，经卫星广播信号发给用户。 GPS、GLONASS等定位系统为被动式测距（只接收卫星信号，而不发射任何信号），隐蔽性好；用户可自行处理观测数据，进行导航或定位。 4.应用双定位系统（GPS+GLONASS）的优越性： （1）增加接收卫星数。一般可接收到得卫星数可达14-20颗 （2）提高效率。由于卫星数的增加，求解整周模糊度的时间缩短，减少了野外观测时间。 （3）提高定位的可靠性和精度。 5.简述GPS的应用： （1）GPS在道路工程中的应用：　 GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度