昆明冶金高等专科学校：《控制测量学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第10章 GPS在控制测量中的应用

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 第十章GPS在控制测量中的应用 [本章提要] 10.1GPS概 10.2GPS完位原理 103GPS控制网的设计 104GPS外业观测 10.5GPS数据处理 0 10.6明市连续运行GPS参考站系统 10.7GPS参考站系统在控制测量中的应用 1/14 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 1 昆明冶金高等专科学校 第十章 GPS在控制测量中的应用 [本章提要] 10.1 GPS概述 10.2 GPS定位原理 10.3 GPS控制网的设计 10.4 GPS外业观测 10.5 GPS数据处理 10.6 昆明市连续运行GPS参考站系统 10.7 GPS参考站系统在控制测量中的应用 [习题]

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 [本章提要] 主要讲述GPS定位系统的组成、GPS定位原理、GPS控 制网的技术设计和外业观测,GPS数据处理等内容。并结 合昆明市GPS连续运行参考站的建立,讲述了运行参考站 技术在控制测量中的应用。 /重点与难点 0 本章內容是GPS测绘新技术在控制测量中的应用,要掌握GPS定位 原理,重点掌握运用GPS建立测量控制网的原理、方法和技术。突 出GPS控制网的技术设计、观测方案设计、外业数据采集、GPS数 据处理等技能点的学习。GPS定位原理和GPS控制网技术设计是本 2/14章学习的难点内容 返回本章首页 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 2 昆明冶金高等专科学校 [本章提要] 主要讲述GPS定位系统的组成、GPS定位原理、GPS控 制网的技术设计和外业观测，GPS数据处理等内容。并结 合昆明市GPS连续运行参考站的建立，讲述了运行参考站 技术在控制测量中的应用。 [重点与难点] 本章内容是GPS测绘新技术在控制测量中的应用，要掌握GPS定位 原理，重点掌握运用GPS建立测量控制网的原理、方法和技术。突 出GPS控制网的技术设计、观测方案设计、外业数据采集、GPS数 据处理等技能点的学习。GPS定位原理和GPS控制网技术设计是本 章学习的难点内容。 返回本章首页

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 10.1GPS概述 1.GPS定位系统 全球定位系统( Global Positioning System-GPS)是一种定时和测距的空间交 会定点的导航系统,可以向全球用户提供连 续、实时、高精度的三维位置、三维速度和 0 时间信息 /14 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 3 昆明冶金高等专科学校 10.1 GPS概述 1．GPS定位系统 全球定位系统（Global Positioning System——GPS）是一种定时和测距的空间交 会定点的导航系统，可以向全球用户提供连 续、实时、高精度的三维位置、三维速度和 时间信息

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 2.系统组成 GPS系统包括三大部分:地面控制部分;空间部分;用户分。 空间部分 控制部分 0 用户部分L 主控站 4/14 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 4 昆明冶金高等专科学校 2． 系统组成 GPS系统包括三大部分：地面控制部分；空间部分；用户分

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 地面控制部分:地面控制部分:主控站、监控站和注入站。 14·等 巴w、 CL [APE CANAVE KKWA-ALEIN LASCENFIONI DIECO GARCIA 大 0 MAETEn CGNT MoT名AN M。HT。 AATAT|cN GRoUNO ANTENNa 主控站 监测站 Prelaunch Capcir, st 5/14 注入站 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 5 昆明冶金高等专科学校 ➢地面控制部分：地面控制部分：主控站、监控站和注入站

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 ①主控站:位于美国科罗拉多( Colorado)的法尔孔( Falcon) 空军基地。 根据各监控站对GPS的观测数据,计算出卫星的星历和卫星 时钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去 对卫星进行控制,向卫星发布指令;当工作卫星出现故障时, 调度备用卫星,替代失效的工作卫星工作; 主控站还具有监控站的功能。 6⊙监控站:主控站、夏威夷( Hawaii)、阿松森群岛 7( Ascencion)、迭哥伽西亚( Diego Garcia)、和卡加兰 Kwajalein 接收卫星信号,监测卫星的工作状态。 0 ③注入站:阿松森群岛( Ascencion)、迭哥伽西亚( Diego Garcia)、和卡瓦加兰( Kwajalein)。其作用和功能是 注入站的作用是将主控站计算的卫星星历和卫星时钟的改正参数 等注入到卫星中去。 6/14 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 6 昆明冶金高等专科学校 ① 主控站：位于美国科罗拉多（ Colorado ）的法尔孔（ Falcon ） 空军基地。 ➢根据各监控站对 GPS 的观测数据，计算出卫星的星历和卫星 时钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去； ➢对卫星进行控制，向卫星发布指令；当工作卫星出现故障时， 调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作； ➢主控站还具有监控站的功能。 ② 监控站：主控站、夏威夷（ Hawaii ）、阿松森群岛 （ Ascencion ）、迭哥伽西亚（ Diego Garcia ）、和卡瓦加兰 （ Kwajalein ）。 接收卫星信号，监测卫星的工作状态。 ③ 注入站：阿松森群岛（ Ascencion ）、迭哥伽西亚（ Diego Garcia ）、和卡瓦加兰（ Kwajalein ）。其作用和功能是： 注入站的作用是将主控站计算的卫星星历和卫星时钟的改正参数 等注入到卫星中去

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 空间部分 ①卫星分布组成:由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成 GPS卫星星座。 0 7/14 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 7 昆明冶金高等专科学校 ➢空间部分 ① 卫星分布组成：由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成 GPS卫星星座

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 ②卫星分布情况 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55度, 各个轨道平面之间夹角为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相差90度。 每颗卫星的正常运行周期为11h58min,若考虑地球自转等 因素,将提前4min进入下一周期。 ③GPS卫星信号 载波:L波段双频L11575.42MHz,L21227.60MHz 卫星识别:码分多址(CDMA 测距码:C/A码(民用),P码(美国军方及特殊授户) 0 导航数据:卫星轨道坐标、卫星钟差方程式参数、电离 层延迟修正 8/14 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 8 昆明冶金高等专科学校 ② 卫星分布情况 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度， 各个轨道平面之间夹角为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相差90度。 每颗卫星的正常运行周期为11h58min，若考虑地球自转等 因素，将提前4min进入下一周期。 ③ GPS卫星信号 载波：L波段双频L1 1575.42MHz，L2 1227.60MHz 卫星识别：码分多址（CDMA） 测距码：C/A码（民用），P码（美国军方及特殊授户） 导航数据：卫星轨道坐标、卫星钟差方程式参数、电离 层延迟修正

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 >用户部分 ①组成:GPS接收机、气象仪器、计算机、钢尺等仪器设成。 ②GPS接收机:天线单元,信号处理部分,记录装置和源。 天线单元:由天线和前置放大器组成,灵敏度高,抗干扰 性强。GPS天线分为单极天线、微带天线、锥型天线等。 信号处理部分:是GPS接收机的核心部分,进行滤波和信 号处理,由跟踪环路重建载波,解码得到导航电文,获得 伪距定位结果 记录裝置:主要有接收机的内存硬盘或记录卡(CF卡)。 电源:分为外接和内接电池(12V),机内还有一锂电池 0 9/14 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 9 昆明冶金高等专科学校 ➢用户部分 ① 组成：GPS接收机、气象仪器、计算机、钢尺等仪器设成。 ② GPS接收机：天线单元，信号处理部分，记录装置和源。 天线单元：由天线和前置放大器组成，灵敏度高，抗干扰 性强。GPS天线分为单极天线、微带天线、锥型天线等。 信号处理部分：是GPS接收机的核心部分，进行滤波和信 号处理，由跟踪环路重建载波，解码得到导航电文，获得 伪距定位结果。 记录装置 : 主要有接收机的内存硬盘或记录卡（CF卡）。 电源: 分为外接和内接电池（12V），机内还有一锂电池

GPS定位原理 尼明治金高筝香群学投 ③GPS接收机的基本类型:大地型、导航型和授时型三种。大地 型接收机按接收载波信号的差异分为单频(L1)型和双频(L L2)型。 Ashtech 0 0/14PTK系统导航型接收机 大地型接收机 冈≤

GPS定位原理 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 /14 0 10 昆明冶金高等专科学校 PTK系统 导航型接收机 大地型接收机 ③ GPS接收机的基本类型：大地型、导航型和授时型三种。大地 型接收机按接收载波信号的差异分为单频（L1）型和双频（L1， L2）型