无线定位系统原理与应用分析.ppt

无线定位系统原理与应用;主要内容;GPS概述;GPS概述;GPS定位原理;GPS定位系统的组成;GPS卫星星座组成;轨道面相对地球赤道面的倾角为55度 各轨道平面升交点赤经相差60度 相邻轨道上卫星的升交距角相差30度 轨道平均高度约20200km 运行周期11h58m;铯原子钟 微处理器 2块7m2的太阳能翼板 无线电收发两用机 导航荷载（接收数据，发射测距和导航数据） 姿态控制和太阳能板指向系统;卫星配有4台频率相当稳定的原子钟（2台铯钟，2台铷钟），产生频率为10.23MHz的基准钟频信号。分别转化为GPS卫星三种信号分量：载波、测距码和数据码。;GPS卫星所采用的两种测距码，即粗测距(C/A)码和精测距（P码或Y码），均属于伪随机码。;C/A码;C/A码的生成;P码;GPS卫星的导航电文，是用户用来定位和导航的数据基础。 导航电文包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄???改正、大气折射改正和由C/A码捕获P码等导航信息。导航电文又称为数据码（或D码）。 导航电文也是二进制码，依规定格式组成，按帧向外播送。每帧电文含有1500比特，播送速度50bit/s，每帧播送时间30s。; GPS 导航电文格式; 导航电文的结构; ; ; ; ; ;1 接收和存储由地面监控站发来的导航信息，接收并执行监控站的控制指令。 2 利用卫星上的微处理机，对部分必要的数据进行处理。 3 通过星载的原子钟提供精密的时间标准。 4 向用户发送定位信息。 5 在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星姿态和启用备用卫星。;GPS地面监控部分;控制站的分布;GPS地面监控部分;GPS地面监控部分;GPS地面监控部分;;GPS接收机组成;GPS接收机的结构如图所示;GPS接收机类型;GPS接收机类型;GPS接收机类型;GPS接收机类型;GPS接收机天线;GPS接收机天线基本类型;GPS接收机;SPS与PPS SPS – 标准定位服务，使用C/A码，民用 PPS – 精密定位服务，可使用P码，军用 SA（已于2000年5月1日取消） 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：轨道加扰（长周期，慢变化） δ技术：星钟加扰（高频抖动，短周期，快变化） AS – Anti-Spoofing 反电子欺骗 – P码加密，P + W-Y;GLONASS;Galileo;GPS、GLONASS和Galileo系统参数比较;欧盟为何重视伽利略计划;Galileo系统的结构和组成;Galileo系统的结构和组成; 2、区域设施部分 区域部分是Galileo系统有机的组成部分，主要由对系统完好性实施监测的监测站IMS网络和数个进行完好性数据可以直接由该区的地面站上传至对应的Galileo卫星；另外，该部分还可以通过地球同步卫星为GPS和GLONASS系统提供相应的差分信息。; 3、当地设施部分 根据当地的特殊需要提供特别的精确性和完好性信息，以及当地差分信息。当地设施部分主要包括： 1）提供本地差分修正信号的本地精确导航设备，用户可用这些信号修正星历和种差，以及补偿对流层、电离层延迟误差； 2）提供本地差分信号的本地高精度导航设备，使用户可利用载波模糊度解修正每颗卫星的有效距离，用于修正星历和种差、补偿对流层、电离层延迟误差； 3）使用单项或双向通讯方式来协助用户确定在复杂环境下位置的本地辅助设备； 4）提供本地辅助的“伪卫星”的本地增强可用性导航设备。; 4、用户接收及终端 Galileo用户接收机及终端，其基本功能是在用户段实现Galileo系统所提供的各种卫星无线导航服务，包括直接接收Galileo的SIS信号；拥有与区域和当地设施部分提供服务的接口；与其他定位导航系统（如GPS）及通讯系统互操作等功能。;Galileo系统的信号 ;Galileo导航系统的优越性 ; Galileo系统的数据率更高、波段更宽、具有更出色的电离层建模技术；Galileo将提供更加完善的导航定位服务以及更高的定位精度，可为地面用户提供误差不超过1m的定位服务，定位精度按免费信号、加密且需交费信号、极密切需特许润可的信号依次提高，最高精度比GPS高10倍，即使使用免费信号定位精度也达6m。 Galileo的另外一个特点是在系统设计和整个建设过程中充分考虑系统与GPS系统的兼容性以及信息的共享性，能够与各卫星导航系统协同工作。 ;北斗双星导航定位系统;双星导航定位系统的技术特点： 服务区域：70°-145°E； 5°-55°N 用户设备：定位收发机的瞬间发射功率较大。 定位精度：