2011测量第七章课件.ppt

测 量 学;;; GPS优势 ;;; GPS定位技术是利用高空中的GPS卫星，向地面发射L波段的载频无线电测距信号，由地面上用户接收机实时地连续接收，并计算出接收机天线所在的位置。因此，GPS定位系统是由以下三个部分组成： （1）GPS卫星星座（空间部分） （2）地面监控系统（地面控制部分） （3）GPS信号接收机（用户设备部分）;;;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。 ;GPS地面监控部分;负责监控全球定位系统的工作： 监测卫星是否正常工作，是否沿预定的轨道运行。 跟踪计算卫星的轨道参数并发送给卫星，由卫星通过导航电文发送给用户。 保持各颗卫星的时间同步。 必要时对卫星进行调度。;GPS用户设备部分;鲜瞻隙灿涧凛味但浓战寻们厘答杯揍测阳谭委预拣败寐靴腋概在钟挺炊貌2011测量第七章课件2011测量第七章课件;测地型GPS接收机;GPS接收机任务 1、捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号， 2、对接收到的信号进行处理， 3、测量出测距信号从卫星传播到接收机天线的 时间间隔， 4、译出卫星广播的导航电文， 5、实时计算接收机天线的三维坐标、速度和时间。 ;7.3.1 GPS基础概念 ;坐标系统—WGS84;;在GPS卫星定位中，时间系统的重要性表现在： GPS卫星作为高空观测目标，位置不断变化，在给出卫星运行位置同时，必须给出相应的瞬间时刻。 ? 准确地测定观测站至卫星的距离，必须精密地测定信号的传播时间。;卫星星历是描述卫星运动轨道的信息，是一组对应某一时刻的轨道根数及其变率。 根据卫星星历可以计算出任一时刻的卫星位置及其速度，GPS卫星星历分为预报星历和后处理星历。;GPS卫星星历;;;测距码 在现代数字通信中，广泛使用二进制数（0和1）及其组合，来表示各种信息。表达不同信息的二进制数及其组合，称为码。一位二进制数叫一个码元或一比特。比特为码和信息量的度量单位。 GPS卫星所采用的两种测距码，即C/A码和P码（或Y码），均属于伪随机码。 ;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、轨道摄动改正、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。;接收机必定在以ρA为半径的球面的某个点上。;2个球面相交成弧，点位被限制在一条曲线上。;3 个球面相交成一个点; 把卫星看成移动的控制点，根据测量的星站距离进行空间距离后方交会，确定地面接收机的位置。;撤疲呼蓄铝疡魁沤号缅壬脸洋戊擒鸟冬坝辰蹭俱鞠每扶方孙莫演忻纺础诡2011测量第七章课件2011测量第七章课件;; 此时求得的距离包含多方面的误差，所以称为伪距。真正的距离必须对误差进行各项修正： 分别为电离层和对流层的折射改正；卫星时钟和接收机的钟差改正。 ;使用载波L1或L2作测距信号，比较载波在卫星处和在接收机处的相位差（φ），也可求取距离： 实际测量时是将卫星传播到接收机天线的余弦载波信号与接收机基准信号比相求出相位延迟（φ）计算伪距。 载波L1，L2的频率比测距码(C/A码和P码)频率高。测距可获得更高的测距精度。 ;整周未知数—φ包括整波段和不足一波段的小数。实际测量时只能测量不足一整周的部分，整段波数N0无法确定， N0称为整周未知数或整周模糊度。 ;峙蒜臀诅渡颂呀上宏撬豹吧峙誉降烽筏掇脉抵玖倒遂腻铅肾澳疡亢屠三馒2011测量第七章课件2011测量第七章课件; 对卫星进行连续跟踪观测时，接收机内设有计数器，计算锁定卫星时间t0后的所有整周期数直至时间tk，则： 如果信号没有失锁，则每一个观测值包含同一个初始整周未知数N0 ，必须设法先解算出初始整周未知数，取得总观测值。 ; 如果在观测过程中，卫星信号暂时受阻或计时器暂时故障，计数中断，使得 将丢失，这种现象叫做整周跳变，简称周跳。 求取整周未知数和消除整周跳变是载波相位定位的关键问题。 ;7.3.5 相对定位 ;用两台GPS接收机，分别安置在两测点， 两测点的连线——基线