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GPS系统如何组成?

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航GNSS
  • 来源:网络
  • 发布时间:2021-05-20 17:51
  • 访问量:

【概要描述】GPS系统的广泛应用,引起了各国科学家的关注和研究。俄罗斯、欧盟以及我国的科学家,在积极开发利用美国GPS信号资源的同时,还致力于研究各自的卫星导航定位系统,如俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲的“伽利略”、我国的“北斗”等系统。

GPS系统如何组成?

【概要描述】GPS系统的广泛应用,引起了各国科学家的关注和研究。俄罗斯、欧盟以及我国的科学家,在积极开发利用美国GPS信号资源的同时,还致力于研究各自的卫星导航定位系统,如俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲的“伽利略”、我国的“北斗”等系统。

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航GNSS
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  司南导航GNSS www.sinognss.com:GPS是Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning System的英文简称,即“授时与测距导航系统/全球定位系统”。GPS是美国国防部于1973年批准建立的新一代卫星导航系统,它是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统;可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,为陆、海、空三军提供精密导航,还可用于情报收集、核爆监测、应急通信等军事目的。

  GPS系统的广泛应用,引起了各国科学家的关注和研究。俄罗斯、欧盟以及我国的科学家,在积极开发利用美国GPS信号资源的同时,还致力于研究各自的卫星导航定位系统,如俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲的“伽利略”、我国的“北斗”等系统。

  GPS接收机有单频与双频之分,双频机最适宜于中、长基线(大于20km)测量,具有快速静态测量的功能,可升级为RTK功能;单频机适宜于小于20km的短基线测量。RTK系统由GPS接收设备、无线电通信设备、电子手簿及配套设备组成,具有操作简便、实时可靠、厘米级精度等特点,可以满足数据采集和工程放样的要求。

  建筑测量常用仪器之GPS接收机

  一.GPS系统组成

  GPS系统由空间系统、地面监控系统和用户系统三部分组成。

  (1)空间系统。

  空间系统由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,均匀地分布在倾角为55°的6个轨道上,各轨道面之间的交角为60°,卫星距地球约20200km,运行周期为11h58min,在全球任何地区任何时间都可以随时接收至少4颗卫星信号。GPS卫星的主体呈圆柱形,直径约为1.5m,重约774kg(包括310kg燃料),两侧各安装两块双叶太阳能电池板,能自动对日定向,以保证卫星正常工作的用电需要。每颗GPS卫星带有4台高精度原子钟,其中2台为铷钟,2台为铯钟。原子钟为GPS定位提供高精度的时间标准。每颗卫星上还装有微型计算机、电文接收存储和信号发射设备,并由太阳能电池提供电源。每颗卫星上还备有少量燃料,用来调节卫星的轨道和姿态。

  (2)地面监控系统。

  地面监控系统由1个主控站、5个监测站和3个注入站组成。

  1.主控站。

  设在美国本土的科罗拉多州斯平士的联合空间执行中心,其作用是收集数据、编算导航电文、诊断卫星工作状态和调度卫星。

  2.注入站。

  分别位于大西洋的阿森松群岛、印度洋的迭哥伽西亚和太平洋的卡瓦加兰3个美国军事基地上,其主要功能是将主控站传来的导航电文,用S波段的微波作载波,分别注入相应的GPS卫星中,通过卫星将导航电文传递给地面上的广大用户。

  3.监控站。

  除了1个主控站和3个注入站以外,还在美国夏威夷岛设立了1个监控站,其主要任务是为主控站编算导航电文提供原始观测数据,每个站上都有GPS接收机对所见卫星进行一次伪距测量和积分多普勒观测,采集环境要素等数据,并将计算和处理后的信息发往主控站。

  (3)用户系统。

  GPS系统的用户部分主要是GPS接收机,它是一种单程系统,用户只接收而不必发射信号,因此用户的数量是不受限制的。它由天线前置放大器、信号处理、控制与显示、记录和供电等单元组成,具有解码、分离出导航电文、进行相位和伪距测量的功能。测得的GPS卫星观测数据经数据处理软件进行测后处理,解得测站的三维坐标或待测物体的位置、运动的速度、方向和精确时刻。

  建筑测量常用仪器之GPS接收机

  二.GPS测量基本原理

  GPS测量是利用地面接收机设备接收卫星传送的无线电信号,来求出信号传播的时间,从而确定卫星到接收机之间的距离,并以此作为已知的起算数据,通过接收三颗以上的卫星信号,就可以采用空间后方距离交会的方法,解算出地面点的三维空间坐标。

  司南导航GNSS:www.sinognss.com

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