全球定位系统GPS概要VIP免费

中国民用航空总局飞行标准司编号：AC－91FS－01下发日期：2005年07月11日编制部门：航务管理处批准人：使用全球定位系统(GPS进行航路和终端区IFR飞行以及非精密进近的运行指南1.目的。本通告是批准航空营运人使用GPS机载导航设备作为主要导航方式的指导性规范；为航空营运人在航路、终端区、GPS非精密仪表进近阶段按仪表飞行规则（IFR）飞行时使用全球定位系统（GPS）设备提供指南。2.参考材料。FAA咨询通告90-94A（AC90－94A）《全球定位系统(GPS在IFR航路和终端区以及非精密进近的使用指南》3.定义。本通告有关GPS的技术术语在附件1中列出。4.GPS概述。GPS最初是美国国防部为军方提供的一个星基定位、测速和时间系统。GPS系统使用地心坐标，提供基于1984年的世界大地坐标系（WGS-84）的航空器的位置。其导航数据，如到航路点的距离、方位和地速，是根据航空器当前位置（经度和纬度）和下一航路点的位置计算出来的。美国国防部在1993年12月8日宣布GPS具有初始运行能力。美国联邦航空局（FAA）在1994年2月17日发布了航行通告（NOTAM），宣布GPS可用于某些民用IFR飞行。4.1GPS系统组成。GPS包含三大组成部分：空间部分、地面控制部分以及机载用户部分。4.1.1空间部分是由24颗导航卫星组成。这些卫星距离地面约20000公里，分布在6个轨道平面上（每个平面上有4颗卫星）。这样任何时候在视界内都有5颗卫星。GPS卫星发送伪随机码调制的时间信号，并经机载接收机处理后得到卫星的位置和状态数据。通过得到卫星的精确位置，并与卫星上的原子钟时间精确同步，机载接收机可以精确地测量出每颗卫星信号到达接收机的时间，从而确定航空器位置。4.1.2地面控制部分由监测站和控制站组成，用于保证卫星位置和时钟的精确性。地面控制系统由5个监测站，3个注入站和1个主控站组成。4.1.3机载用户部分包括天线和机载卫星接收处理器（带有数据库），为飞行员提供航空器位置、速度和精确的时间信息。4.1.4要进行水平导航（2维定位）在视界内至少要有3颗卫星。要进行水平和垂直导航（3维定位）则在视界内至少要有4颗卫星。4.2GPS系统描述。GPS是星基无线电导航、定位和授时系统。该系统在全球范围内向具有合适装备的用户（不限数量）提供高精度的位置和速度信息以及精确的时间。4.2.1GPS提供两级服务：标准定位服务（SPS）及精密定位服务（PPS）。SPS为所有用户提供95%概率的100米或以下的水平定位精度，和99.99%概率的300米精度。PPS比SPS更精确，但民用航空用户一般只能使用SPS。4.2.2GPS运行的概念是利用空间一组作为精确参考点的卫星进行测距和三角计算。GPS接收机利用无线电信号的传播时间测量到卫星的距离。每颗卫星发送一个特定的编码，被称作粗捕获（CA）码，它包括有关卫星位置、GPS系统时间和卫星传输数据的健康和准确性等信息。已知信号传输的速度大约300000公里/秒和确切的传播时间，则信号的传输距离能够根据到达的时间推算出来。4.2.3GPS接收机将每颗卫星的CA码与接收机中数据库内所包含的同样的编码进行匹配。通过在匹配过程中移动卫星的编码和移动与其内部时钟的比较，接收机能计算出信号从卫星到接收机的传播距离，从这种计算距离的方法得出的距离被称为伪距，因为它不是直接计算距离，而是通过时间来计算。伪距测量会包含几种误差，如，电离层、对流层延迟和多路径误差。4.2.4除了知道到卫星的距离外，接收机还需知道卫星在空间的确切位置，也就是“星历”。每个卫星发送其确切轨道位置的信息。GPS接收机利用该信息精确确定卫星的位置。4.2.5利用计算的伪距和卫星提供的位置信息，GPS接收机通过三角方法计算出它的位置。GPS接收机需要至少四颗卫星进行三维定位（经度、纬度和高度）和时间解算。GPS接收机通过利用航空器已知的经、纬度和接收机数据库内已有的数据进行比较来计算出导航数值，例如，到达一个航路点的距离和航向或者确定地速。4.2.624颗卫星组成GPS星座的设计是为了地球上任何地方的用户在视界内都可以看到至少5颗卫星。接收机使用遮蔽角(在水平面之上能够使用卫星的最低角度以上的最少4颗卫星的数据。GPS接收机通过接收机自主完好性监视（RAIM）来核实GPS信号的完好性（...