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党团建设 >> 幸运彩票3550APP-GPS RTK 怎么获取高精度原理

概述

GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System的缩写,意为利用卫星导航进行测时和测距,以构成全球卫星定位系统。是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。自1973年美国军方批准成立联合计划局开始GPS的研究工作到1993年系统建成,该工程历时20年,耗资300亿美元,成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题,在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。给导航和定位技术带来了巨大的变化。

全球卫星系统

GPS系统由三部分构成,分别为空间星座部分、地面监控部分、用户设备部分。空间星座和地面监控部分由美国国防部控制,用户使用GPS接收机接收卫星信号进行高精度的精密定位以及高精度的时间传递。目前,二十多颗GPS卫星已覆幸运彩票3550APP-GPS RTK 怎么获取高精度原理盖了全球,每颗卫星均在不间断地向地球播发调制在两个频段上的卫星信号。在地球上任何一点,均可连续地同步观测至少4颗GPS卫星,从而保障了全球、全天候的连续地三维定位,而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此,全球定位系统已成为美国导航技术现代化的最重要标志,并且被视为本世纪美国继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。

GPS系统的特点

1、全球,全天候工作:能为用户提供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。不受天气的影响。

2、定位精度高:单机定位精度优于10米,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。

3、功能多,应用广:随着人们对GPS认识的加深,GPS不仅在测量,导航,测速,测时等方面得到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大 。

GPS发展历程

无线电导航系统

罗兰--C

Omega(奥米茄)

多卜勒系统

n卫星定位系统

NNSS子午仪系统

GPS

GLONASS系统

双星导航定位系统(北斗一号)

GNSS加俐略系统

GPS实施计划共分三个阶段

第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。

第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准。

第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成,之后根据计划更换失效的卫星。

GPS系统的组成

空间部分:21颗工作卫星,3颗备用卫星。

地面控制系统:1个主控站,3个注入站,5个监测站。

用户设备部分:接收GPS卫星发射信号,以获得必要的导航和定位信息,经数据处理,完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成

空间部分

GPS的空间部分是由24 颗GPS 工作卫星所组成的。其中21 颗为可用于导航的卫星,3 颗为活动的备用卫星。24 颗卫星分布在6个倾角为55的轨道上绕地球运行。幸运彩票3550APP-GPS RTK 怎么获取高精度原理卫星的运行周期约为12 恒星时,每颗GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号,GPS 用户正是利用这些信号来进幸运彩票3550APP-GPS RTK 怎么获取高精度原理行工作的。 目前可用的卫星通常有28颗之多。

地面控制系统

nGPS 的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成。分为主控站、监控站和注入站。主控站位于美国克罗拉多Colorado 的法尔孔Falcon 空军基地。它的作用是根据各监控站根据GPS 的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去。同时它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出六道轮回现故障时调度备用卫星替代失效的工作卫星工作。主控站也具有监控站的功能。

监控站有五个。除了主控站外其它四个分别位于夏幸运彩票3550APP-GPS RTK 怎么获取高精度原理威夷(Hawaii)、 阿松森群岛(Ascencion)、 迭哥伽西亚(Diego Garcia)、 卡瓦加兰(Kwajalein)。 监控站的作用是接收卫星信号、监测卫星的工作状态。

注入站有三个。分别位于阿松森群岛、 迭哥伽西亚、卡瓦加兰。 注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。

用户部分

GPS 的用户部分由GPS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机等组成。作用是接收GPS 卫星所发出的信号,利用这些信号进行导航定位等工作。

测量原理

伪距

卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得到的量测距离。

单点定位

首先我们可以得到GPS卫星的位置;其次,我们又能准确测定我们所在地点A至卫星之间的距离,那么A点一定是位于以卫星为中心、所测得距离为半径的圆球上。进一步,我们又测得点A至另一卫星的距离,则A点一定处在前后两个圆球相交的圆环上。我们还可测得与第三个卫星的距离,就可以确定A点只能是在三个圆球相交的两个点上。根据一些地理知识,可以很容易排除其中一个不合理的位置。

GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟,并由监测站经常进行校准。卫星发送导航信息,同时也发送精确时间信息。GPS接收机接收此信息,使之与自身的时钟同步,就可获得准确的时间。GPS接收机中的时钟,不可能象在卫星上那样,设置昂贵的原子钟,所以就利用测定第四颗卫星,在计算过程中校准GPS接收机的时钟。

单点定位精度

15~30米

测量型GPS定位原理

载波相位精密测距、差分技术相对定位

差分GPS定位技术

GPS定位过程中,存在三部分误差。一部分是对每一个用户接收机所共有的,例如:卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差;第三部分为各用户接收机所固有的误差,例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差分技术第一部分误差可完全消除,第二部分误差大部分可以消除。第三部分误差则无法消除,只能靠提高GPS接收机本身的技术指标

载波相位和差分定位技术的应用使测量定位精度可以达到毫米级精度

GPS接收机分类

导航型、测量型、授时型、单频 L1、双频 L1 L2

测量型接收机

静态接收机、RTD 实时差分、Real Time Difference 、DGPS 信标机、RTK 实时动态、Real Time Kinematic、RTG

GPS 测量中常用的坐标系统

世界大地坐标系WGS-84 、UTM坐标系统、1954 年北京坐标系 、1980 年西安大地坐标系 、CGCS2000坐标系。



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