第2章 GPS系统组成及其结构.ppt

卫星信号 容易被遮挡或者被水反射 能够穿越标准大气、水蒸气、云层，长距离传输 主要用途就是传输时间 导航电文 调制在L1 和 L2上 50 Hz 整个电文的长度为 1500 bits; 30 sec 含有的信息有: 卫星星历预报. 卫星钟差校正参数预报. GPS 系统状态信息. GPS系统电离层模型 卫星信号 卫星信号 微波波段频频; 满足全天候通讯 L1 波段: 1585.42 MHz L2 波段: 1227.60 MHz L3 波段: 1381.04 MHz L1 和 L2 波段用于定位 伪随机码 由毫秒长度的C/A码重复编码，每个C/A码的长度伪1023个bit。 卫星信号 卫星上的原子钟产生一个纯正弦波 基准频率为, fo 10.23 MHz L1 和 L2 载波 f1 = fo x 154 = 1575.42 MHz (19 cm) f2 = fo x 120 = 1227.60 MHz (24 cm) 特定的信息调制载这些信号上 卫星信号 C/A (Course/Acquisition) 码 调制载 L1 载波上 1.023 MHz 伪随机噪声码 (PRN) 长度伪 1023 bits 重复周期 1 millisecond 每个码片对应的长度为 300 m 整个序列对应的长度为 300 km 每个卫星对应唯一一个 C/A码 卫星信号 P (Precise or Private) 码 更加复杂 调制在 L1 和 L2上 10.23 MHz PRN code 每个码片对应的长度为 30 m 长度为266.4天 抗欺骗模式（Anti-Spoofing mode）是用加密的W码与P码合成Y码 秘密译码 卫星信号 无源系统 多个波段的信号允许电离层校正 同时测量多颗卫星 民用和军用分开 抗干扰系统 时实校正系统 Kwajalein Atoll US Space Command 地面控制部分 Hawaii Ascension Is. Diego Garcia Cape Canaveral Ground Antenna Master Control Station Monitor Station GPS 控制站 每个卫星每隔12小时经过地面站一次 地面站接收卫星信号 四个地面站向主控战发送信息 主控站对哪些需要纠正的信息进行判决 所有的站向卫星发生纠正的信息 军事. 有哪些信誉好的足球投注网站和营救. 减少天灾. 测量. 海上, 航空和大地导航. 遥控和遥测 卫星定位、跟踪 航行. 地理信息系统 (GIS). 娱乐. 用户部分 GPS 接收机 接收机配有石英钟 ，比原子钟的精度低很多 至少需要四颗卫星 根据导航电文信息，能够转换到GPS时 当接收到GPS信号时，接收机要复制C/A码和P码，利用补偿技术提取信息。 接收机构造类型决定了解码的可能性，因此也就决定了定位测量的精度 如何工作的？ 四个未知量: 经度 (X) 纬度 (Y) 高度 (Z) 时间 (T) 因此，需要四个卫星! 如果知道3个卫星，接收机要对用户的位置进行故测，算出纬度和高度. GPS 如何工作的? 24个卫星围绕地球旋转 手持接收机 单颗卫星用于定位. 两颗卫星用于定位 三颗卫星用于定位 定位是以时间为依据的 T + 3 卫星与用户之间的距离 = “3乘以光速” T 信号在“T”时刻离开卫星 信号被接收机接收的时刻为 “T + 3” 伪随机噪声码 接收机PRN 卫星 PRN 时间差 卫星导航原理及应用技术 北京航空航天大学电子信息工程学院204教研室 秦 红 磊 电话：010 Email:qhlmmm@ 第1章: 绪论 第2章: GPS系统概述 第3章: GPS 坐标和时间系统 第4章: GPS 卫星轨道 第5章: GPS 信号结构和导航电文 第6章: GPS 接收机 第7章: GPS 导航观测量和误差分析 第8章: GPS 定位原理 第9章: 整周模糊度技术 GPS系统组成及其结构 1.1 GNSS 历史 1.2 GPS: 全球定位系统 第2章 GNSS简介 GNSS 历史 1957年，前苏联发射了第一颗人造卫星。从那时开始，利用卫星进行导航和定位的研究引起了各国军事部门的高度重视。 人造卫星（Artificial Satellite) 子午卫星导航系统历史（Transit） 1959年：子午仪（TRANSIT）, 通常称为多普勒导航卫星系统，又称为海军导航卫星系统（NNSS:Navy Navigait Satellite System). 这是人类历史上诞生的第一代卫星导航系统， 在Dr. Richard Kirschner博士的领导下，由霍普金斯大学应用物理实验室研制。 子午