GPS定位原理及应用精品课程课件解析.ppt

* GLONASS信号与GPS不同之处在于它们表示卫星的方法不同。24颗GPS卫星使用相同的频率工作，但是每颗卫星发射不同的伪随机码（PRN），称为码分多址技术（CDMA）。PRN编号方式是从1至32，GPS卫星只实用了其中的24个PRN码。GLONASS卫星的表示方法是根据它在轨道上的位置编码。根据卫星在轨道上的分布位置从1至24顺序编码，叫做ID码，且每颗卫星使用特定频率工作，叫做频分多址技术（FDMA）。另外，GPS的CA码和P码在发射时，实施了SA及AS政策，即对GPS卫星基准频率采用?技术（高频抖动），对导航电文采用?技术（降低C/A码广播星历精度）及P码加密技术（将P码加密为Y码）。GLONASS则没有这种降低定位精度的人为干扰。 * 式中k=1,…,24为频道号。由于L1，L2频带宽度的限制（其中一部分频带已分配给无线天文及低轨通讯卫星使用），GLNOSS卫星只能使用其中的12个频率通道，因此有些卫星须使用相同的频道。不过使用相同频道的卫星位于同一轨道面上的纬度角相隔180度，这样地球上任何地方的用户不可能同时接受到这对卫星的信号。GPS 卫星星历给出每小时一次卫星轨道外推参数，而GLONASS卫星星历每30分钟给出卫星的地心坐标、速度、加速度。 在载波频率方面，GPS系统使用频率为L1=1575.42 MHz，L2=1227.60 MHz。而GLONASS的各卫星频率按下式计算： * 4.2 时间系统 GLONASS与GPS使用不同的时间系统， GPS时间以UTC（USNO）为基准，而GLONASS 时间以UTC（SU）为基准。UTC（USNO）由美国海军观测台维持，UTC（SU）由俄联邦国家时间和频率服务处维持。若不考虑卫星钟差及相对论效应，可用下式将GLONASS广播星历的参考时转换成GPS时： 式中：TGPS 是GPS 时间；Tb（GLONASS） 是GLONASS广播星历的参考时间；3h表示GLONASS时间比UTC（SU）提前3小时；TAI-GLONASS、 TAI-GPS分别为UTC（SU）和UTC（USNO）与国际标准时TC（BIPM）之间的差数。 * 4.3 卫星坐标系统 ?  GLONASS星历的参考基准为Parametry Zemli 1990（PZ-90）坐标系统，PZ-90坐标系统原点和定向轴相对WGS84有平移，旋转及尺度差异。PZ-90与WGS84坐标转换可用下式进行：  麻省理工学院林肯实验室的Pratap Misra 等[1996]和德国大地测量研究所的Udo Rossbach 等人[1996]分别得到了相应的转换参数。 Misra 等人给定的转换参数为k1=2.5m, θ=1.9?10-6 ；Rossbach给定的转换参数为k1=0, θ=1.6?10-6 。 * 4.4 GPS与GLONASS的特征对比 GLONASS与GPS系统的特征比较表见表一。 参数及方法 GPS GLONASS 卫星（Satellite） ? ? 卫星数 21+3 21+3 轨道平面上卫星个数 4 (不均匀分布) 8 (均匀分布) 轨道数 6 3 轨道倾角 55度 64.8度 轨道半轴 26560km 25510km 表一 GLONASS与GPS系统特征比较表 * 运行周期 11小时58分钟 11小时15分钟 地面跟踪重复周期 1个恒星日 8个恒星日 信号（Signal） ? ? 码速率(Code rate) (MHz) P码 : 10.23 C/A码: 1.023 P码 : 5.11 C/A码: 0.511 码元宽度(Code width) (米) ? P码: 29.3 C/A码: 293 ? P码: 58.7 C/A码: 587 码长度(Code length) (bits) ? P码: 6.187104?1012 C/A码: 1023 ? P码: 5.11?106 C/A码: 511 主帧电文重复率 12.5分钟 2.5分钟 P码必威体育官网网址 有 无 信号区分法 CDMA(码分多址) FDMA(频分多址) 载波频率(Carrier frequencies) （MHz） L1: 1575.42 L2: 1227.60 L1: 1602+0.5625?k L2: 1246+0.4375?k (1k24) 参考系 ? ? 时间参考系 UTC（USNO） UTC（SU） 坐标系 WGS