GNSS 测量技术-第三节卫星导航定位系44课件讲解.pptx

GNSS测量技术第三节：卫星导航定位系统授课人：

【学习目标】1.了解常规定位方法的局限性及卫星定位技术的优点。2.了解国际上卫星导航定位系统的建设情况！3.熟悉世界上各种不同的卫星导航定位系统！

全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)是随着现代科学技术迅速发展而建立起来的精密卫星导航定位系统，GPS系统的成功建立和应用，使测绘行业经历了一场深刻的变革。无论是测量精度、适用条件、应用范围，还是在生产效率和经济效益等方面,都发生了巨大飞跃和进步。本章我们从常规定位方法的局限性引出卫星定位技术的产生和发展，各国已经建成或在建的全球卫星导航定位系统的情况，目的是使学生对此有一个清晰的概念和整体的了解。

目录卫星导航定位系统1.31.3.1美国的全球定位系统GPS1.3.2俄罗斯的全球定位系统GLONASS1.3.3欧盟的伽利略全球卫星导航定位系统GNSS1.3.4中国的北斗卫星导航定位系统

美国的全球定位系统GPS1.3.1

1.3.1美国的全球定位系统GPS1973年12月,美国国防部在总结了NNSS系统的优劣之后，开始组织陆海空三军共同研究建立新一代卫星导航系统—NAVSTARGPS,即目前所称的“授时与测距导航系统/全球定位系统(NavigationSystemTimingandRanging/GlobalPositioningSystem),通常称之为全球定位系统,简称GPS系统。GPS系统的全部投资为300亿美元。为使GPS具有高精度的连续实时三维导航能力和良好的抗干扰性能,在其设计上采取了若干重大的改善措施。GPS与NNSS的主要特征比较如表1.1所示。

1.3.1美国的全球定位系统GPS表1.1GPS与NNSS的主要特征系统特征NNSSGPS载波频率（GHZ）卫星平均高度（km）卫星数目（颗）卫星运行周期（min）卫星重稳定度0.15.0.40约10005~61071.23.1.58约2020024（3颗备用）71810-1110-12

1.3.1美国的全球定位系统GPS自1978年2月22日发射第一颗GPS试验卫星以来,利用该系统进行定位的研究、开发和试验工作，发展异常迅速。1989年2月14日,第一颗GPS人造卫星发射成功,宣告GPS系统进入了营运阶段，至1994年3月28日,GPS系统完成24颗卫星(其中21颗工作卫星,3颗备用卫星,而目前卫星数已经超过32颗)的发射工作。24颗卫星均匀分布在6个相对于赤道倾角55°的近似圆形轨道上，卫星距离地球表面的平均高度为20200km,运行速度为3800m/s,运行周期为11小时58分钟,如图1.2所示。

1.3.1美国的全球定位系统GPS理论与实践表明,GPS与之前的导航系统相比，其主要特点如下:全球地面连续覆盖。由于GPS卫星数目较多,且分布合理,所以地球上任何地点,均可连续地同步观测到至少4颗卫星。从而保障了全球、全天候连续实时地三维定位。功能多、精度高。GPS可为各类用户连续地提供动态目标的三维位置、三维速度和时间信息。目前,利用不同测距码实时定位、测速与测时的精度,大体如表1.2所示。随着GPS定位技术和数据处理技术的发展,其定位、测速和测时的精度将进一-步提高。特点①②特点

1.3.1美国的全球定位系统GPS采用的测距码单点定位（m）差分定位（m）测速（m/s）测时（ns）P码P/A码5~1010.110020~403~50.3500表1.2GPS实时定位，测速与测时精度

1.3.1美国的全球定位系统GPS理论与实践表明,GPS与之前的导航系统相比，其主要特点如下:实时定位。利用全球定位系统导航,可以实时地确定运动目标的三维位置和速度，由此即可保障运动载体沿预定航线的运行,也可实时地监视和修正航行路线,以及选择最佳的航线。应用广泛。随着GPS定位技术的发展,其应用的领域在不断拓宽。目前在导航方面，它不仅广泛应用于海上、空中和陆地运动目标的导航，而且,在运动目标的监控和管理,以及运动目标报警和救援等方面,也获得了成功的应用;在测绘工作方面,这一定位技术在大地测量、工程测量、工程与地壳变形监测、地籍测量、航空摄影测量和海洋测绘等各个领域的应用,已甚为普遍。特点③④特点

1.3.1美国的全球定位系统GPSGPS的建立,主要是为了满足美国军事部门高精度导航的需要，上述优点对于军事上动态目标的导航,具有十分重要的意义。正因如此,美国政府把发展GPS作为导航技术现代化的重要标志。近几十年来，卫星导航定位技术已经渗透到了民用经济建设和人类生活的方方面面。可以预言，卫星导航定位技术必将与移动通信技术、计算机互联网技术,一道成为影响21世纪人类生活的三大