GPS的相关资料_原创文档.pdfVIP

GPS的相关资料

目录

一．概述

1.定义

2.GPS简介

3.计划

二．工作原理

1.GPS导航系统基本原理

2.GPS定位原理

3.定位精度

三．主要功能

四．组成部分

1.空间部分

2.地面控制系统

3.用户设备部分

五．主要特点

六．主要用途

七．全球四大GPS系统

八．中国GPS导航市场的发展

1.定义

利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，

称为全球卫星定位系统，简称GPS。

[1]

2.GPS简介

GPS可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥

等功能。要实现以上所有功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平

台三个要素。

中国物联网校企联盟认为GPS是将现实虚拟化实现了物与物、物与人

等大部分物品与网络的连接，使物品方便识别、管理和控制。

3.计划

最初的GPS计划在联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗

卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个GPS轨道上有8颗卫星，

地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，

精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，

改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得

卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作

星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是现在GPS卫

星所使用的工作方式。

GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地

全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系

统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监

测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布

在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。

现在民用的定位精度可达10米内。

[2]我国卫星导航产业已进入高速发展时期，预计2015年产值将超过

2250亿元，成为国民经济重要增长点。

二．工作原理

1.GPS导航系统基本原理

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机

之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星

星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所

经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一

距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫

星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称

伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用

的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，

码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4

天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，

必威体育官网网址性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离

层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，

以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每

帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。

后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、

2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。

2.GPS定位原理

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知

的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如

图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS

信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其

它数据可以确定以下四个方程式）。

3.定位精度

GPS布局：28颗卫星(其中4颗备用)早已升空，分布在6条交点互

隔60度的轨道面上，距离地面约20000千米。已经实