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GPS原理及应用 1、GPS：全球定位系统；GNSS：全球卫星导航系统 2、GNSS包括：GPS；GLONASS；Galileo；Compass 北斗 3、多普勒效应：是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面波被压缩，波长变得较短，频率变得较高 4、NNSS：美军海军导航卫星系统（由于其卫星轨道为极地轨道，故也称子午卫星系统）组成： ·空间部分：卫星星座（6颗卫星6个极轨道面轨道高度1075km）；卫星信号（频率1：4.9996MHz *30 149.988MHz频率2：4.9996MHz *80 399.968MHz ·星历（广播星历 ·地面控制部分：跟踪站；计算中心；注入站；控制中心；海军天文台 ·用户部分（多普勒接收机） ·定位及时间同步精度（单次卫星通过）定位：约200m; 时间同步：约50ms 5、子午卫星系统的工作原理: 多普勒效应 多普勒计数： 定位原理：双曲定位 子午卫星系统的局限性：一次定位时间过长；无法进行连续定；观测时间偏长，作业效率偏低，定位精度偏低 7、全球定位系统概况GPS 卫星星座：24颗GPS卫星；载波信号：L1, L2；信号调制：载波信号上调制有测距码与导航电文；系统基本功能：定位、测速（其精度可达0.1m/s）、授时（其精度可达340ns（1纳秒 10-9秒））；定位方式：单点定位 GPS三部分组成： ·空间星座部分：6个轨道面;平均轨道高度20200km;轨道倾角55；周期11h 58min（顾及地球自转，地球-卫星的几何关系每天提前4min重复一次）；作用：接收、存储导航电文；生成用于导航定位的信号（测距码、载波）；发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文）；接受地面指令，进行相应操作；其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。 ·地面监控部分：主控站1个；监测站5个；注入站3个；通讯与辅助系统；作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。 ·用户设备部分 9、GPS与传统测量技术的优点：观测站之间无需通视；定位精度高；观测时间短；提供三维坐标；操作简便；全天候作业 10、GPS在测量中的应用：建立和维持全球性的参考框架；板块运动和监测；建立各级国家平面控制网 GPS政策 ： ·SPS 标准定位服务 ;使用C/A码，民用;精度（ 2DRMS ，实施SA）； ·PPS 精密定位服务 ;可使用P码,军用:精度（ 2DRMS ； ·SA 选择可用性 :制定目的:降低民用定位精度;实施方法:ε技术：在广播星历中人为加入误差,降低星历精度;δ技术：卫星钟加高频抖动 ·AS 反电子欺骗 ;制定目的:防止敌方对GPS信号进行电子欺骗和电子干扰;实施方法;在P码上加上严格必威体育官网网址的W码, 产生完全必威体育官网网址的Y码;影响：非特许用户无法使用Y码；增加L2载波相位测量的难度 北斗卫星导航系统：定位原理三球交会（2000年10月31日开始组建） 天球：是指以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假象球体 用于描述卫星和地球的运行位置和状态，与地球自转无关的坐标系，称为惯性坐标系或天球坐标系 天轴与天极：地球自转轴的延伸为天轴，与天球的交点为天极 天球赤道面：过地球质心与天轴垂直的平面 天球子午面：包含天轴与天球上任一点的平面 黄道：地球公转轨道面与天球相交的大圆 黄极：通过天球中心垂直于黄道面的直线与天球的交点 春分点：太阳在黄道上从南到北运行时，黄道与天球赤道的交点 岁差：在日月引力和其他天体引力对地球隆起部分的作用下，地球自转轴方向不再保持不变，使春分点在黄道上产生缓慢西移的的现象 章动:在日月引力等因素的影响下瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，形成椭圆轨迹，其半径约为9.2度，周期约为18.6年，这种现象称之为章动 极移:地球瞬时自转轴会在地球本体内移动的现象 极移是地极的移动，不涉及天极在天球上位置的变化；进动造成天极的移动，不涉及地极在地面上的位置的变化 岁差表现为天极绕黄极做圆周运动，同时引起恒星坐标位置的变化以及回归年与恒星年的不同步。章动表现为天极绕黄极运动过程中出现周期性微小波动，极移表现为地理纬度发生周期性微小变化。 原子时：位于海平面上的Cs133原子基态有两个超精细能级，在零磁场中跃迁辐射震荡座机电话号码70周所持续的时间为一原子秒。 原子时原点由AT UT2-0.0039确定。 协调世界时：以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种折中的时间系统 在摄动力的作用下的卫星运动称为受摄运动，相应的卫星轨道称为受摄轨道 ①开普勒第一定律：卫星运行的轨道为一椭圆，该椭圆的一个焦点与地球质心重合。 ②开普勒第二定律：卫星的地心向径在单位时间内所扫过的面积相等。表明卫星在椭圆轨道上的运行速度是不断变化