《全球卫星定》课件.pptVIP

*******************全球卫星定位系统全球卫星定位系统(GPS)是一种基于卫星的导航系统，它允许用户在地球上的任何位置确定其精确位置、速度和时间。GPS广泛应用于各种领域，包括导航、测量、交通、农业和国防。课程简介学习目标深入理解全球卫星定位系统的基本原理。掌握GNSS系统的组成、工作原理、误差分析和应用领域。课程内容介绍全球卫星定位系统的发展历程和基本概念。深入讲解GPS、GLONASS、北斗和伽利略等主要系统的组成和特点。什么是全球卫星定位系统全球卫星定位系统（GNSS）是一种利用卫星网络来确定地面位置、时间和速度的技术。它利用多个卫星发射的信号来计算接收机的位置，提供精确的时间和导航信息。全球卫星定位系统历史发展1早期研究早在20世纪50年代，美国就开始研究卫星导航技术。1957年，苏联发射了世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”，标志着人类进入太空时代。2GPS系统诞生1973年，美国国防部正式启动了GPS系统研制计划。1978年，第一颗GPS导航卫星发射升空。3全球覆盖1994年，GPS系统实现全球覆盖。2000年，GPS系统正式向全球开放。4多系统发展俄罗斯的GLONASS系统、中国北斗系统和欧洲伽利略系统相继出现。多系统融合，为用户提供更精确、可靠的定位服务。GPS系统组成卫星星座由24颗卫星组成，分布在6个轨道面上，平均高度约20,200公里。地面控制站负责对卫星进行监控、定位和数据传输。用户接收机接收卫星信号，计算位置信息。GLONASS系统组成空间段包括24颗在轨运行的卫星，覆盖全球。地面段地面控制中心和地面监测站，负责卫星运行控制和数据接收。用户段各种接收机，能够接收卫星信号，进行定位和导航。北斗系统组成空间段由35颗卫星组成，分布在三种轨道上：地球同步轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）和中地球轨道（MEO）。地面段包括主控站、注入站、监测站和用户接收机等，负责卫星的运行管理、数据传输和信号接收。用户段用户段包含各种接收机和终端设备，可以接收北斗卫星信号并进行定位、导航、授时等应用。伽利略系统组成11.空间段由30颗卫星组成，其中27颗工作卫星，3颗备用卫星，它们分布在3个轨道平面，每个轨道平面有9颗卫星。22.控制段负责对卫星进行控制和管理，包括轨道控制、时间同步、信号参数设置等。33.用户段包括各种接收机、终端和软件，用于接收卫星信号并进行定位、导航、授时等。各系统优缺点对比各个系统在覆盖范围、定位精度、信号稳定性等方面各有优劣，选择合适的系统取决于应用场景和需求。全球卫星定位的工作原理信号接收接收机接收来自多个卫星的信号，这些信号包含时间信息和卫星的位置信息。测距接收机通过测量接收到的信号时间与卫星发射信号时间的时间差来计算接收机与卫星之间的距离。定位计算利用接收机与至少四颗卫星的距离，结合卫星的位置信息，通过数学计算，确定接收机的三维坐标。位置显示最终，接收机将计算出的位置信息显示在屏幕上，并可通过其他方式进行输出。单点定位原理1接收信号接收来自至少四颗卫星的信号2测量距离计算接收机与卫星之间的距离3定位计算根据距离和卫星位置，计算接收机位置4显示位置将计算结果显示在导航设备上单点定位是通过接收至少四颗卫星的信号来实现定位。该方法简单易行，但精度较低。这是因为信号传播过程中会受到各种因素的影响，如电离层、对流层、多路径效应等等。双频测距原理双频测距是提高卫星定位精度的关键技术。通过接收两个不同频率的信号，可以有效消除电离层对信号传播的影响。1双频信号接收接收机同时接收两个不同频率的卫星信号。2电离层延迟估算根据两个频率信号的传播时间差，估算电离层延迟。3延迟补偿利用估算的电离层延迟，对测距结果进行修正。4精确测距获得更精确的卫星到接收机的距离。多星座融合定位1多星座融合提升定位精度2增强系统可靠性弥补单一系统不足3丰富服务类型提供多元化定位服务多星座融合定位利用多个卫星导航系统的观测数据，实现更精准、可靠的定位。融合定位可提升系统整体精度、可靠性和服务范围，满足更广泛的应用需求。完整的定位解算过程1信号接收接收机接收来自卫星的信号，并测量信号到达时间。2伪距测量根据信号传播时间计算出卫星到接收机的距离，称为伪距。3数据处理利用多个卫星的伪距信息和卫星轨道数据，进行数据处理和运算。4坐标解算利用最小二乘法等算法，解算出接收机的三维坐标。5结果输出将计算结果输出，包括经纬度、高度