全球定位系统（GPS）内容概要•一GPS基础知识•（一）GPS及其背景•（二）GPS的特点•（三）GPS的系统组成•（四）GPS的功能•二GPS定位原理•三GPS实施步骤第一章GPS基础知识第一节GPS及其背景1957年10月第一颗人造卫星发射成功以后，1958年底，美国海军武器实验室就着手建立为美国军方军用舰艇导航服务的卫星系统，即“海军导航卫星系统”（NavyNavigationSatelliteSystem）。但是由于该系统的卫星数目较少（5～6）、运行高度较低（平均约1000km)、从地面站观测到卫星的时间间隔较长（平均约1.5小时），因而它无法提供连续的实时三维导航。加上获得一次导航解的时间较长，所以难以充分满足军事方面的需要，尤其是高动态目标（飞机、导弹）。为了满足军事和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部便开始组织海陆空三军，共同研究建立新一代的卫星导航系统。这就是目前所称的“授时与测距导航系统/全球定位系统”（navigationsystemtimingandranging/globalpositioningsystem,简称NAVSTAR/GPS),通常简称为“全球定位系统”。（三代卫星）系统特征NNSSGPS载波频率GHz0.15,0.401.23,1.58卫星高度km107020200卫星数621+3卫星周期min1:4711:58卫星钟稳定度10-1110-12GPS与NNSS的主要特征比较注：NNSS是美国于1964年建成的海军导航系统第二节GPS的特点全球性，全天候，高精度，保密性GPS测量与经典测量方法的对比：不需要相互通视定位精度高(小于50km基线，精度可达mm级）观测时间短白天和夜间均可作业提供三维坐标操作简单第三节GPS的系统组成空间部分GPS卫星组成用户部分GPS接收机控制部分1个主控站3个注入站5个监控站注入站监控站主控站提供星历和时间信息提供星历和时间信息发射伪距和载波信号发射伪距和载波信号提供其它辅助信息提供其它辅助信息提供星历和时间信息提供星历和时间信息发射伪距和载波信号发射伪距和载波信号提供其它辅助信息提供其它辅助信息地面控制部分：地面控制部分：中心控制系统中心控制系统实现时间同步实现时间同步跟踪卫星进行定跟踪卫星进行定轨轨包括数据采集和注包括数据采集和注入入地面控制部分：地面控制部分：中心控制系统中心控制系统实现时间同步实现时间同步跟踪卫星进行定跟踪卫星进行定轨轨包括数据采集和注包括数据采集和注入入接收卫星信号接收卫星信号记录处理数据记录处理数据提供导航定位信息提供导航定位信息接收卫星信号接收卫星信号记录处理数据记录处理数据提供导航定位信息提供导航定位信息•24颗卫星(21+3)•6个轨道平面•55º轨道倾角•20200km轨道高度(地面高度)•11小时58分(恒星时)轨道周期•5个多小时出现在地平线以上(每颗星)•在全球各处能观测到高度角>15°的卫星4颗以上(4~11)GPS卫星空间分布（目前轨道上实际运行的卫星个数已经超过了32颗）GSP地面控制站分布一个主控站：科罗拉多斯必灵司•(推遍星历及修正参数、时间基准、轨道纠偏、启动备用卫星）三个注入站：阿松森(Ascencion)—大西洋迭哥伽西亚•(DiegoGarcia)—印度洋卡瓦加兰(kwajalein)—太平洋五个监测站=1个主控站+3个注入站+夏威夷(Hawaii)55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradospringsGPS用户部分用户设备主要包括GPS接收机和数据处理软件，以及计算机和其他终端设备（车船导航）。包括我们日常所见的单频和双拼接收机以及手持GPS接收机等。软件主要包括数据预处理软件、基线向量处理软件、网平差软件、联合平差软件和数据库处理软件等。GPS用户部分的应用•导航海空导航、车辆引行、导弹制导等•测速其精度可达0.1m/s•测时与授时其精度可达340ns（1纳秒=10-9秒）•定位第二章GPS定位原理依定位时的状态动态定位：接收机处于运动状态静态定位：接收机固定，相对静止依定位模式绝对定位（单点定位）：确定观测站相对于地球质心的位置相对定位（差分定位）：确定接收机之间的相对位置依定位采用的观测值测码伪距测量（观测对象为数据码）载波相位测量（观察对象为载波）依时效实时定位事后定位第一节GPS测量定位模式相对定位的模式•静态模式：两套以上的接受设备，分别安置在基线的端点，同...
