GPS与北斗卫星导航系统

GPS 与北斗卫星导航系统 GPS 简介 GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS 是20 世纪70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。经过20 余年的研究实验，耗资300 亿美元，到1994 年3 月，全球覆盖率高达98%的24 颗GPS 卫星星座己布设完成。 GPS 构成 1.空间部分 GPS 的空间部分是由24 颗工作卫星组成，它位于距地表20200km 的上空,均匀分布6 个轨道面上（每个轨道面4 颗）轨道倾角为55°。此外，还有 3 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能在卫星中预存的导航信息。 2. 地面控制系统 地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市 (Colorado Spring)。地面控制站负 责 收集由卫星传 回 之 讯息，并计 算 卫星星历 、相 对 距离 ，大气 校 正 等数 据 。 3.用户 设备部分 用户设备部分GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。 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。 GPS 功用 由于GPS 技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 GPS 的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文...