《GPS原理及应用》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 GPS系统组成

第一章GPS系统的组成

第一章 GPS系统的组成

GPS的定位系统包括三个部分 1:地面监控部分 2:空间卫星部分 3:用户接受部分

GPS的定位系统包括三个部分 1：地面监控部分 2：空间卫星部分 3：用户接受部分

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一—GPS时间系统

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

地面监控部分由一个主控站,三个注入站和五个监测 组成; 科罗拉 松群岛 迭哥四 ○5监控站△3注人站▲主控站

地面监控部分由一个主控站，三个注入站和五个监测 组成；

监控站的作用 监控站是无人值守的数据采集中心,其位置经精密测定;主要 设备包括1台双频接收机,1台高精度原子钟,1台电子计算 机和若干台环境数据传感器 作用如下: 利用接受机获得卫星的位置和工作状况 利用原子钟获得时间标准 利用环境传感器得到当地的气象数据 然后将算得的伪距、导航数据、气象数据及卫星状态传给主控 站

监控站的作用： 监控站是无人值守的数据采集中心，其位置经精密测定；主要 设备包括1台双频接收机，1台高精度原子钟，1台电子计算 机和若干台环境数据传感器。 作用如下： 利用接受机获得卫星的位置和工作状况 利用原子钟获得时间标准 利用环境传感器得到当地的气象数据 然后将算得的伪距、导航数据、气象数据及卫星状态传给主控 站；

主控站的作用 主控站拥有以大型电子计算机为主体的数据收集、计算和传播设 备,作用如下 1:收集数据:收集各监测站获得的伪距和伪距差观测值,卫星 时钟、气象参数和工作状态等; 数据处理:根据收集到的数据计算各卫星的星历,时钟改正 卫星状态和大气传播改正。并将这些数据按照一定格式编成导 航电文,并及时将导航电文传给注入站。导航电文的作用即在 于获得卫星的坐标; 3:时间协调:各测站和GPS卫星的原子钟均应与主控站的原子 钟同步,或测出其间的钟差; 4:控制卫星:修正卫星的运行轨道,调用备用卫星更换失效卫 星

主控站的作用 主控站拥有以大型电子计算机为主体的数据收集、计算和传播设 备，作用如下： 1：收集数据：收集各监测站获得的伪距和伪距差观测值，卫星 时钟、气象参数和工作状态等； 2：数据处理：根据收集到的数据计算各卫星的星历，时钟改正， 卫星状态和大气传播改正。并将这些数据按照一定格式编成导 航电文，并及时将导航电文传给注入站。导航电文的作用即在 于获得卫星的坐标； 3：时间协调： 各测站和GPS卫星的原子钟均应与主控站的原子 钟同步，或测出其间的钟差； 4：控制卫星：修正卫星的运行轨道，调用备用卫星更换失效卫 星；

注入站的作用 注入站是无人值守的工作站,设有366m的抛物面天线,1台C波 段发射机和一台电子计算机; 其作用是将主控站编制的导航电文等资料以既定的方式注入到卫 星存储器钟,供卫星向用户发射

注入站的作用 注入站是无人值守的工作站，设有3.66m的抛物面天线，1台C波 段发射机和一台电子计算机； 其作用是将主控站编制的导航电文等资料以既定的方式注入到卫 星存储器钟，供卫星向用户发射

地面监控系统的工作程序为: 由监测站连续接收GPS卫星信号,不断积累测距数据,并将这些 测距数据以及气象数据、卫星状态数据等发送到主控站; 主控站对测距数据进行包括电离层、对流层、相对论效应、天线 相位中心的偏移以及地球自转和时钟改正等的传播时间延迟改 正,并用卡尔曼滤波器进行连续数据平滑及最小二乘与多项式 拟合,以提供卫星的位置和速度的六个轨道根数的摄动,每个 卫星的三个太阳压力常数等; 最后注入站将主控站的导航电文注入到卫星的存储器中

地面监控系统的工作程序为： 由监测站连续接收GPS卫星信号，不断积累测距数据，并将这些 测距数据以及气象数据、卫星状态数据等 发送到主控站； 主控站对测距数据进行包括电离层、对流层、相对论效应、天线 相位中心的偏移以及地球自转和时钟改正等的传播时间延迟改 正，并用卡尔曼滤波器进行连续数据平滑及最小二乘与多项式 拟合，以提供卫星的位置和速度的六个轨道根数的摄动，每个 卫星的三个太阳压力常数等； 最后注入站将主控站的导航电文注入到卫星的存储器中

二GPS卫星 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卫星所发出的导航电 文,实时的计算出测站的三维坐标位置,甚至三维速度和时间

二 GPS卫星 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卫星所发出的导航电 文，实时的计算出测站的三维坐标位置，甚至三维速度和时间

GPS卫星的主要作用如下: 1:接受地面注入站发送的导航电文和其他信号 2:接受地面主控站的命令,修正其在轨运行偏差及启用备用设 备等 3:连续地向用户发送GPS卫星导航定位信号,并用电文的形式 提供卫星的现势位置与其他在轨卫星的概略位置 GPS卫星关键在于卫星的寿命要长,时间精度要高;

GPS卫星的主要作用如下： 1：接受地面注入站发送的导航电文和其他信号 2：接受地面主控站的命令，修正其在轨运行偏差及启用备用设 备等 3：连续地向用户发送GPS卫星导航定位信号，并用电文的形式 提供卫星的现势位置与其他在轨卫星的概略位置； GPS卫星关键在于卫星的寿命要长，时间精度要高；