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导航定位系统包括陆基海基空基(简述导航定位系统)

hacker2022-07-03 09:43:20热门话题101
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gps定位系统的系统包括三大部分

GPS定位系统包括三大部分:空间部分—GPS卫星星座;地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS信号接收机。 GPS工作卫星及其星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座,记作(21+3)GPS星座。 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55度,各个轨道平面之间相距60度, 即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度, 一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。

 在两万公里高空的GPS卫星,当地球对恒星来说自转一周时,它们绕地球运行二周, 即绕地球一周的时间为12恒星时。这样,对于地面观测者来说,每天将提前4分钟见到同一颗GPS 卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同,最少可见到4颗, 最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时,为了结算测站的三维坐标,必须观测4颗 GPS卫星,称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时,甚至不能测得精确的点位坐标,这种时间段叫做“间隙段”。但这种 时间间隙段是很短暂的,并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时牡己蕉ㄎ徊饬俊?GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。 对于导航定位来说,GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历,是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行,都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测 各颗卫星的时间,求出钟差。然后由地面注入站发给卫星,卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和

五个监测站。 GPS 信号接收机的任务是:能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号, 并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星 到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出测站的三维位置, 位置,甚至三维速度和时间。

静态定位中,GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变,接收机高精度 地测量GPS信号的传播时间,利用GPS卫星在轨的已知位置,解算出接收机天线所在位置的 三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机 所位于的运动物体叫做载体(如航行中的船舰,空中的飞机,行走的车辆等)。载体上 的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动,接收机用GPS信号实时地 测得运动载体的状态参数(瞬间三维位置和三维速度)。

接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包,构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构 分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说,两个单元一般分成 两个独立的部件,观测时将天线单元安置在测站上,接收单元置于测站附近的适当地方, 用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体,观测时将其安置在测站点上。

GPS接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的 在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中,机内电池自动充电。 关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止丢失数据。近几年,国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时,其双频接收机精度可达5mm+1PPM.D,单频接收机在一定距离内精度可达 10mm+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。 目前,各种类型的GPS接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测。GPS和GLONASS 兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。

GPS卫星接收机种类很多,根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。

全球卫星定位导航系统的种类?历史,现状。谢谢!

四类:美国GPS;

俄罗斯GLONASS;

欧洲伽利略;

中国北斗导航系统(建设中)

具体如下:

1.GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。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,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006年期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。

2.伽利略全球卫星导航定位系统统(简称:伽利略计划)是欧洲的卫星无线电导航项目,它始于欧洲委员会的提案并由欧洲航太局合作开发,中国是后期进入。它有利于发展新一代交通、电讯、农业和渔业领域的通用服务。迄今为止,这种会带来高额利润的科技仅被美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统掌握,这两者都是由军事机构控制和资助的,而“伽利略”将是世界上第一个基于民用的系统。“伽利略计划”旨在与美国GPS系统竞争。整个系统包括30颗导航卫星及相关地面设施,总投资约34亿欧元,其中中国出资2亿欧元,其余由欧盟支付。2002至2005年是“伽利略”的发展阶段,预计系统将从2006年进入部署阶段,2008年开始投入商业运营。届时,美国在这一领域的垄断地位将被“伽利略”系统打破。“伽利略计划”确定方位的误差仅1米,而美国的系统达10米。为此,美国正研制新型号的GPS-M系统,性能与“伽利略”不相上下,但要到2012年才能投入运作。支撑伽利略计划正常运行的整个工作被划分为6大部分,分为6个项目合同分包。今年1月,欧洲航天局与工业界签订了“系统支持服务项目”、“卫星项目”和“卫星发射服务项目”的三个合同。剩下的“地面基础设施完成项目”和“地面控制中心完成项目”两个合同预计将于2011年签署。

3.GLONASS是GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)的字头缩写,是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统,也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。

GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成,均匀分布在3个近圆形的轨道平面上,每个轨道面8颗卫星,轨道高度19100公里,运行周期11小时15分,轨道倾角64.8°。

与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式,根据载波频率来区分不同卫星(GPS是码分多址(CDMA),根据调制码来区分卫星)。每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz),其中k=1~24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同,均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。

GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码:S码和P码。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。

GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为25m。

GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨,卫星采用三轴稳定体制,整量质量1400kg,设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。到目前为止,共发射了80余颗GLONASS卫星,最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。

为进一步提高Glonass系统的定位能力,开拓广大的民用市场,俄政府计划用4年时间将其更新为Glonass-M系统。内容有:改进一些地面测控站设施;延长卫星的在轨寿命到8年;实现系统高的定位精度:位置精度提高到10~15m,定时精度提高到20~30ns,速度精度达到0.01m/s。

另外,俄计划将系统发播频率改为GPS的频率,并得到美罗克威尔公司的技术支援。

GLONASS系统的主要用途是导航定位,当然与GPS系统一样,也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等。

起初,前苏联要用20年时间发射76颗GLONASS卫星。到1995年,俄罗斯只完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网,耗资30多亿美元,目前此卫星网由俄罗斯国防部控制。 GLONASS空间部分也由24颗卫星组成。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为25m。其应用普及情况远不及GPS。前一时期由于经济困难无力补网,原来在轨卫星陆续退役,目前在轨道上只有6颗星可用,不能独立组网,只能与GPS联合使用。

全球导航卫星系统是从1982年10月2日开始启动的。1993年9月拥有12颗卫星的这一系统正式运行。2005年该系统卫星集群的卫星从2004年的14颗增加到17颗。未来几年卫星集群将由使用寿命为7年的新一代“全球导航卫星系统-M”型卫星和使用寿命为10年的“全球导航卫星系统-K”型卫星扩充。

在联邦航天项目框架内,到2007年年底俄罗斯全球导航卫星系统计划将卫星集群的卫星数量增至18颗。

4.中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成,空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。中国北斗卫星导航系统建设遵循“先区域”再“全球”的“三步走”发展战略。从1994年北斗卫星定位试验系统开始建设,启动“第一步”发展战略,到2004年北斗卫星区域导航系统正式立项,再到2012年区域导航系统最终建设完成,实现“第二步”发展战略,自2000年以来的短短十余年时间,中国完成了16星的密集发射。根据“第三步”计划,到2020年,中国将建成由30余颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统,北斗导航系统建设完成后,中国也将成为继美国、俄罗斯之后又一个独立拥有导航系统的国家。 据中国卫星导航系统管理办公室介绍,北斗卫星导航系统自2011年12月27日正式宣布提供试运行服务以来,系统运行稳定,已逐步拓展到交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等应用领域,产生了显著的经济、社会效益。

GPS全国导航定位系统是什么?

GPS全球定位系统( Global Positioning System - GPS )是美国从本世纪 70 年代开始研制,历时 20 年,耗资200亿美元,于1994 年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。早期仅限于军方使用,由美国国防部 ( Depart of Defense , DoD) 所计划发展,其目的针对军事用途,例如战机、船舰、车辆、人员、攻击标的物的精确度定位等。 时至今日, GPS 早已开放给民间做为定位使用,这项结合太空卫星与通讯技术的科技,在民间市场已正在蓬勃的展开,除了能提供精确的定位之外,对于速度、时间、方向及距离亦能准确的提供讯息,运用的范围相当广泛。

一、 GPS 是什么

全球定位系统属于美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。该系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星组成卫星星座。 21+3 颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为 11 小时 58 分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为 55 度。卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形( DOP )。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

GPS 卫星已发展至 Block II 型式的定位卫星, 由 Rockwell International 制造,在轨道上重量约 1,900 磅,太阳能接收板长度约 17 呎,于 1994 年完成第 24 颗卫星的发射。因此目前太空中有 24 颗 GPS 卫星可供定位运用,绕行地球一周需 12 恒星时,每日可绕行地球 2 周,这也就是说,不论任何时间,任何地点,至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。

目前全球有五个地面卫星监控站,分布于夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多泉,这些卫星地面控制站,同时监控 GPS 卫星的运作状态及它们在太空中的精确位置,主地面控制站更负责传送卫星瞬时常数 (Ephemera's Constant) 及时脉偏差 (Clock Offsets) 的修正量,再由卫星将这些修正量提供给 GPS 接收器做为定位运用。

二 、 GPS 的发展

1957 年由苏联发射的史波尼克 (Sputnik) 人造卫星,它是人类历史上的第一颗人造卫星,至第二次大战时,美国麻省理工学院无线电实验室成功的开发了精密导航系统,以利用陆地上的无线电基地台为架构,计算无线电波长及电波到达的时间并以三角定位法计算出自己所在的位置,以当时的技术来说,虽然误差到达一公里以上,但在当时的运用却是相当广泛。

当苏联成功的发射第一颗人造卫星时,美国约翰霍普金斯大学 (John Hopkims Univer--sity) 展示了可以由人造卫星的无线电讯号的杜卜勒移动现象来定出个别的卫星运行轨道参数,虽然这只是逻辑上的一点小进展,但假如我们能够得到卫星运行轨道参数,那么我们就能计算出在地球上的位置。

1960 ~ 1970 年之间,美国和苏联开始研究利用军事卫星来做导航用途,到了 1974 年,军方对 GPS 做 了整合,即是我们现在所熟知的 Navstar 系统。

1980 年代后期开始,所有 Navstar 系统的商业运用均归美国海岸防卫队负责,现在 GPS 已和地面基地台为架构的 LORAN 和OMEGA 无线电导航系统结合,成为美国国家导航信息服务的一环。

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,今后将根据计划更换失效的卫星。

全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点,是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓, 目前已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。经近 10 年我国测绘等部门的使用表明, GPS 以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

gps定位系统有由哪三部分组成?

你好,GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分——GPS星座;地面控制部分——地面监控系统;用户设备部分——GPS 信号接收机。

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20-200km的上空, 均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗),

轨道倾角为55°。此外,还有4 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,

并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/A 码( Coarse/Acquisition

Code 11023MHz) ;一组称P码(Procise Code 10123MHz) ,P

码因频率较高,不易受干扰,定位精度高等特点,受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/

A码通过人为刻意处理降低精度后,主要开放给民间使用。

2。地面控制部分

地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接收机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3

个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入采取每颗GPS

卫星每天一次的方式,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。

3。用户设备部分

用户设备部分即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,即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。接收机硬件和机内软件以及GPS

数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS

接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。

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评论列表

  • 冢渊简妗(2022-07-03 17:08:49)回复取消回复

    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

  • 鸢旧惑心(2022-07-03 15:14:48)回复取消回复

    中k=1~24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同,均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。 GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声

  • 馥妴雾月(2022-07-03 13:28:56)回复取消回复

    无线电导航项目,它始于欧洲委员会的提案并由欧洲航太局合作开发,中国是后期进入。它有利于发展新一代交通、电讯、农业和渔业领域的通用服务。迄今为止,这种会带来高额利润的科技仅被美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统掌握,

  • 依疚橘欢(2022-07-03 16:07:18)回复取消回复

    功的开发了精密导航系统,以利用陆地上的无线电基地台为架构,计算无线电波长及电波到达的时间并以三角定位法计算出自己所在的位置,以当时的技术来说,虽然误差到达一公里以上,但在当时的运用却是相当广泛。 当苏联成功的发射第一颗人造卫星时,美国约翰霍普金斯大学 (John Hopk

  • 痴者橙柒(2022-07-03 20:16:32)回复取消回复

    计划)是欧洲的卫星无线电导航项目,它始于欧洲委员会的提案并由欧洲航太局合作开发,中国是后期进入。它有利于发展新一代交通、电讯、农业和渔业领域的通用服务。迄今为止,这种会带来