GPS操作流程及基线解算

第八章GPS 操作流程和基线解算 第一节 GPS 系统组成 一、设备 GPS 系统由空间卫星部分、地面监控部分和用户接收部分三部分组成，如图6.1 所示。 1、空间卫星部分 （1）GPS 卫星星座。设计星座：21—3，即21颗正式的工作卫星加3颗活动的备用卫星。6 个轨道面，平均轨道高度20200km，轨道倾角55°，周期11h58min（顾及地球自转，地球与卫星的几何关系每天提前4min 重复一次）。保证在24h，在高度角15°以上，能够同时观测到4～8颗卫星。 （2）GPS 卫星。GPS 卫星的作用是发送用于导航定位的信号等。主要设备是原子钟（2 台铯钟、2 台铷钟）、信号生成与发射装置。类型有试验卫星B1oCk I 和工作卫星BloCkⅡ。 （3）GPS 卫星由洛克韦尔国际公司空间部研制。卫星重774kg（包括 310kg 燃料），采用铝蜂巢结构，主体呈柱形，直径为 l。5m。星体两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板，全长 5.33m，接受日光面积 7.2 ㎡。对日定向系统控制两翼帆板旋转，使板面始终对准太阳，为卫星不断提供电力，并给三组15AH 镉镍蓄电池充电，以保证卫星在地影区能正常工作。在星体底部装有多波束定向天线，这是一种由12 个单元构成的成形波束螺旋天线阵，能发射L，和L。波段的信号，其波束方向图能覆盖约半个地球。在星体两端面上装有全向遥测遥控天线，用于与地面监控网通信。此外，卫星上还装有姿态控制系统和轨道控制系统。工作卫星的设计寿命为 7 年。从试验卫星的工作情况看，一般都能超过或远远超过设计寿命。第一代卫星现已停止工作。第二代卫星用于组成GPS 工作卫星星座，通常称为 GPS 工作卫星。BloCkⅡA 的功能比 BloCkⅡ大大增强，表现在军事功能和数据存储容量。BloCkⅡ只能存储供 45 天用的导航电文，而 BloCkⅡA 则能够存储供 180 天用的导航电文，以确保在特殊情况下使用GPS 卫星。第三代卫星尚在设计中，以取代第二代卫星，改善全球定位系统。其特点是：可对自己进行自主导航；每颗卫星将使用星载处理器，计算导航参数的修正值，改善导航精度，增强自主能力和生存能力。据报道，该卫星在没有与地面联系的情况下可以工作6 个月，而其精度可与有地面控制时的精度相当。 2、地面监控部分 （1）地面监控部分的分布。 1）主控站 1 个，地点在美国科罗拉多州法尔孔空军基地。 2）监测站 5 个，分别在夏威夷、美国科罗拉多州法尔孔空军基地、阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太...