GPS导航系统课件资料.pdf

GPS 导航系统 GPS 是 英 文 Global Positioning System （全球定位系统）的简称，而其 中文简称为“球位系”。 GPS是 20 世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新 一代空间卫星导航定位系统。其主要目 的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情 报收集、核爆监测和应急通讯等一些军 事目的，是美国独霸全球战略的重要组 成。 经过 20 余年的研究实验， 耗资 300 亿美元， 到 1994 年 3 月，全球覆盖率高 达 98%的 24 颗 GPS卫星星座已布设完成。在机械领域 GPS则有另外一种含义： 产品几何技术规范 (Geometrical Product Specifications) 简称 GPS。 GPS构成 1. 空间部分 GPS的空间部分是由 24 颗工作卫星组成 , 它位于距地表 20 200 km 的上空， 均匀分布在 6 个轨道面上 ( 每个轨道面 4 颗) ，轨道倾角为 55°。此外，还有 3 颗有源备份卫星在轨运行。 卫星的分布使得在全球任何地方、 任何时间都可观测 到 4 颗以上的卫星， 并能在卫星中预存导航信息。 GPS的卫星因为大气摩擦等问 题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。 2. 地面控制系统 地面控制系统由监测站 (Monitor Station) 、主控制站 (Master Monitor Station) 、地面天线 (Ground Antenna) 所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春 田市(Colorado Spring) 。地面控制站负责收集由卫星传回之信息，并计算卫星 星历、相对距离，大气校正等数据。 3. 用户设备部分 用户设备部分 即 GPS信号接收机。 其主要功能是能够 捕获到按一定卫星 截止角所选择的待 测卫星，并跟踪这 些卫星的运行。当 接收机捕获到跟踪 的卫星信号后，就 可测量出接收天线 至卫星的伪距离和 距离的变化率，解 调出卫星轨道参数 等数据。根据这些数据， 接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位 计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬 件和机内软件以及 GPS数据的后