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《测绘学概论》报告

学号：20151000757

班级：测绘三班

班级序号：115153

姓名：俞恺丰

指导老师：胡友健/陈性义

成绩：________

中国地质大学信息工程学院

2015．11.10

1.什么是全球卫星导航定位系统

在了解全球卫星导航定位系统前，首先要了解导航与定位的概念。

从测绘的意义上说，定位就是测量和表达某一地表特征，事件或目标发生在什么空间位置的

理论和技术。当今，人类的活动已经从地球表面拓展到近地空间和太空，进入了电子信息时

代和太空探索时代。定位的目标小到原子，分子中为地球上各种自然和人工物体，事件乃至

地球本身，大至星球、星系。因此从广义和现代意义上来说定位就是测量和表达信息事件或

目标发生在什么时间，什么相关的空间位置的理论方法与技术。

至于导航，是指对运动目标通常是指运载工具如飞船、飞机、船舶、汽车、运载武器等的实

时动态定位，即三维位置、速度和包括航向偏转、纵向摇摆，横向摇摆3个角度的姿态的确

定。

基于人们对定位导航的需求，定位的需求从静态发展到动态、从局步扩展到全球、从地球走

向太空。由此，全球卫星导航定位技术应运而生。1957年10月，前苏联发射了人类第一颗

人造地球卫星，人们在跟踪无线电信号的过程中发现了卫星无线电信号的多普勒频移现象。

这预示着一种全新的太空测量位置方式可以探索，由此提出了卫星定位和动态目标导航的初

步概念。从此人类进入了卫星定位和导航时代。为此，人们把具有全球导航定位能力的卫星

导航定位系统称为全球卫星导航定位系统。英文全称为GlobalNavigationSatelliteSystem,简

称GNSS。

2.全球卫星导航定位系统的主要科学技术与仪器。

众所周知，目前已知的定位与导航技术主要有:1.天文定位与导航技术。2.常规大地测量定位

技术。3.惯性导航定位技术。4.无线电导航定位技术。5.卫星导航定位技术。在这五大定位

技术中，除了卫星导航定位技术，其他技术都存在着不同程度的缺陷。比如天文导航技术很

复杂，且仅适合夜晚和天气良好的情况下使用，测量精度也有限，地面无线电导航与定位技

术基于较少的无线电信标台站，不但精度和覆盖范围有限，而且易受无线电干扰。由此可见，

卫星导航定位技术是当今社会发展不可或缺的科学技术。

那么，全球卫星导航定位系统的主要科学技术究竟是什么呢？或者说，卫星导航定位技术究

竟是什么？

卫星导航定位技术的本质是无线电定位技术（利用无线电波来确定动态目标至位置坐标已知

的导航定位中心台站之间距离或时间差的定位与导航技术）的一种，它只不过是将信号发射

台站从地面移到太空中的卫星上，用卫星作为发射信号源。而其主要的仪器，自然就是卫星

了。

全球卫星导航定位系统都是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率并加载了

某些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统，它一般有三个部分，即空间运

行的卫星星座、地面控制部分、用户部分。第一部分由多个卫星组成的星座系统向地面发送

某种时间信号、测距信号和卫星瞬时的坐标位置信号。第二部分通过接收上述信号来精确测

定卫星的轨道坐标时钟差异，监测器运转是否正常，并向卫星注入新的卫星轨道坐标，进行

必要的卫星轨道纠正和调整控制等。第三部分通过用户的卫星信号接收机接收卫星广播发送

的多种信号并进行处理计算，确定用户的最终位置。

目前，正在运行的全球卫星导航定位系统由美国的全球卫星定位系统（GPS），和俄罗斯的

全球卫星导航定位系统（GLONASS）.正在发展研究的有欧盟的GALILEO系统和中国第二代

卫星导航定位系统——北斗系统。其中最让人熟悉的便是美国的GPS系统。在中国可以说

是家喻户晓。然而，又有多少人了解这个系统呢？

美国的全球定位系统计划自1973年起步，1978年首次发射卫星，1994年完成24颗中等高

度圆轨道卫星组网，历时16年，耗资120亿美元，至今已先后发展了三代卫星，整个系统

由空间部分、控制三部分和用户部分组成。

GPS卫星定位系统固然是目前最好的全球卫星导航定位系统，但我们也不能忽视其他的全球

卫星导航定位系统在卫星导航定位领域的作用。下面介绍另外三种全球卫星导航定位系统。

1.GLONASS是前苏联从20世纪80年代初开始建设的与美国GPS系统类似的卫星导航定位系

统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成，现在由俄罗斯空间局管理。

GLONASS的整体结构类似于GPS系统，其主要不同之处在于星座设计，信号载波频率和卫

星识别方法的设计不同。

2.GALILEO系统是欧洲自主的、独立的全球