第七节GPS定位技术.ppt

（2）、码相位型通道 其所得到的信号不是重建载波，而是一种所谓的码率正弦波，它是由从A点输入的接收码(C/A码或P码)乘以延迟1/2码元宽度的时延码而得到。码相位测量是依靠时间计数器实现的，时间计数器由接收机时钟的秒脉冲启动，并开始计数，当码率正弦波的正向过零点时关闭计数器。开关计数器的时间之差，相应于码率正弦波中不足一整周的小数部分，而码相位的整周数仍为未知，还需利用其他方法解算。C/A码的码元宽度(码相位)为293.052m，相当于977.517ns；P码的码元宽度为29.305m，相当于97.752ns。码相位通道测定站星距离中不足一个码元宽度的小数部分，而站星距离是C/A码或P码码元宽度的多少倍，通常可用多普勒测量予以解决。码相位通道的优点是，用户无需知道伪噪声码的结构即可进行C/A码和P码的相位测量，这对GSP非特许用户有很大的好处。码相位通道的缺点和平方型通道一样，需要另外提供GPS卫星星历，用以测后数据处理。 （3）、相关型通道 其广泛用于现代各种GPS信号接收机。它可从伪噪声码信号中提取导航电文，实现运动载体的实时定位。伪噪声码跟踪环路用于从C/A码和P码中提取伪距观测量，并通过对卫星信号的解调，获取仅含导航电文和载波的解扩信号。载波跟踪环路的主要作用是根据已除去测距码的解扩信号实现载波相位测量，并可获取导航电文(数据码)。此外，它还具有良好的信噪比，因此为GPS接收机所普遍采用。当然相关型通道也有缺点，即要求用户掌握伪随机噪声码的结构，以便接收机产生复制码信号。但是由于美国政府实施SA技术，非特许用户不能解译P码，也就无法用码相关技术获得L2载波的观测值。为了获得L2载波的相位观测量，尚需补充其他技术。 2. 存储单元 存贮器以存贮所解译的GPS卫星星历、伪距观测量、载波相位观测量及各种测站信息数据。保存在接收机内存中的数据可以通过数据传输接口输入到微机内，以便保存和处理观测数据。存贮器内通常还装有多种工作软件，如：自测试软件；天空卫星预报软件；导航电文解码软件；GPS单点定位软件等。 3、电源 采用蓄电池作电源，机内一般配备锂电池，用于为RAM存贮器供电，以防止关机后数据丢失。机外另配有外接电源，通常为可充电的12V直流镉镍电池，也可采用普通汽车电瓶。 * * 第七章 GPS定位技术 §7.1 概述 为了满足军事及民用部门对连续实时三维导航的需求，1973年美国国防部开始研究建立新一代卫星导航系统，即授时与测距导航系统 / 全球定位系统（Navigation System Timing and Ranging / Global Positioning System——NAVSTAR / GPS），称为全球定位系统（GPS）。 GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0.1m/s，测时的精度可达几十毫微秒。GPS可为各类用户连续提供动态目标的三维位置、三维速度及时间信息。 随着GPS定位技术及数据处理技术的不断完善，其精度还将进一步提高。利用全球定位系统进行导航，可实时确定运动目标的三维位置和速度，保障运动载体沿预定航线运行，亦可选择最佳航线。 一、特点： 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 §7.2 GPS系统的组成 空间部分： 24颗卫星提供星历和时间信息发射伪距和载波信号 提供其它辅助信息 用户部分： 接收并观测卫星信号 记录和处理数据 提供导航定位信息 地面控制部分： 中心控制系统 实现时间同步 跟踪卫星进行定轨 一、GPS系统组成 空间星座部分 地面监控部分 用户设备部分 二、空间星座部分 1、GPS卫星星座的构成 全球定位系统的空间卫星星座，由24 (3颗备用卫星) 颗卫星组成。卫星分布在6个轨道面内，每个轨道上分布有4颗卫星。卫星轨道面相对地球赤道面的倾角约为55o，各轨道平面升交点的赤经相差60o。在相邻轨道上，卫星的升交距相差30o。轨道平均高度约为20200km，卫星运行周期为11小时58分。因此，同一观测站上，每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前4分钟。每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目，随时间和地点而异，最少为4颗，最多可达11颗。 2、GPS卫星及其功能 1）、GPS卫星 GPS卫星的主体呈圆柱形，直径约为1.5m，重约774kg，两侧设有两块双叶太阳能板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作用电。每颗卫星装有4台高