文档介绍：GPS 全球定位系统原理与应用 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 Slide 2 课程主要内容 u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 u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 u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 u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 Slide 3 授课方式与时间安排 u以课堂讲解为主,课后自学为辅 u主要讲解原理,不注重公式推导 u下一次课程时间 9月 22 日下午 1: 30 ~3: 30 u考核形式:平时作业(两次)、课后考试 Slide 4 主要参考资料 u《 GPS 测量原理与应用》徐绍诠武汉大学出版社 u《全球定位系统原理及其应用》刘基余测绘出版社 u《 GPS 卫星测量原理与应用》周忠谟测绘出版社 Slide 5第一部分 GPS 技术及其发展 u GPS —— Global Positioning System u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。 Slide 6***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。 Slide 7***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。 Slide 8***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( 1000 km ),观测时间长( 小时), 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 3-5 m,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。 Slide 9***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。 Slide 10 GPS 系统的特点 u全球性连续覆盖,全天候工作 u定位精度高 u观测时间短 u测站间无需通视 u可提供三维坐标 u操作简便 u功能多,用途广