文档介绍：GPS全球定位系统原理与应用
华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室
二00五年
课程主要内容
了解GPS技术的发展与现状
GPS技术的发展、GPS系统的建立、GPS系统的组成
熟悉GPS的基础概念
坐标系统、时间系统、GPS卫星星历、导航电文和卫星信号、GPS接收机的类型与工作原理
掌握GPS导航与定位的原理
伪距测量、载波相位测量、绝对定位和相对定位、SA和AS政策、导航原理与方法
熟悉GPS技术的作用和应用领域
GPS在日常生活、生产应用、科学研究中的作用和应用领域
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授课方式与时间安排
以课堂讲解为主,课后自学为辅
主要讲解原理,不注重公式推导
下一次课程时间 9月22日下午1:30
~3:30
考核形式:平时作业(两次)、课后考试
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主要参考资料
《GPS测量原理与应用》
徐绍诠武汉大学出版社
《全球定位系统原理及其应用》
刘基余测绘出版社
《GPS卫星测量原理与应用》
周忠谟测绘出版社
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第一部分 GPS技术及其发展
GPS——Global Positioning System
定义:GPS是美国研制的新一代卫星导航定位系统,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。
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***技术发展的回顾
1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功,40年来,人造地球卫星技术在通信、气象、资源勘察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文学和军事科学等众多领域,得到了极广泛应用。
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***技术发展的回顾
人造地球卫星的出现,首先引起了各国军事部门的高度重视。1958年底,美国海军武器实验室,开始着手建立为美国海军舰艇导航的卫星系统,即“海军导航卫星系统”(Navy Navigation Satellite System——NNSS)。由于该系统卫星都通过地极,也称“子午(Transit)卫星系统”。
1964年该系统建成,并在美国军方启用。1967年美国政府批准该系统解密,提供民用。该系统不受气象条件的限制,自动化程度高,具有良好的定位精度。
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***技术发展的回顾
尽管NNSS在导航技术的发展中具有划时代的意义,但由于该系统卫星数目少(5-6颗),运行轨道低(1000km ),观测时间长(),无法提供连续实时三维导航,同时获得一次导航解的时间长,难以满足军事要求,尤其是高动态目标(飞机、导弹等)导航要求。而从大地测量看,定位速度慢,一个测站一般平均观测1-2天;精度低,单点定位精度3-5m,相对定位精度1m,使得在大地测量和地球动力学研究方面的应用,也受到很大限制。
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***技术发展的回顾
为满足军事和民用对连续实时和三维导航的迫切要求,1973年美国国防部开始组织陆海空三军,共同研究建立新一代卫星导航系统的计划,这就是目前所称的“导航卫星授时测距/全球定位系统”(Navigation Satellite Timing and ranging / Global Positioning System)简称全球定位系统(GPS)。
为使GPS具有高精度连续实时三维导航和定位能力,以及良好的抗干扰性能,在设计上采取了若干改善措施。
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GPS系统的特点
全球性连续覆盖,全天候工作
定位精度高
观测时间短
测站间无需通视
可提供三维坐标
操作简便
功能多,用途广
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