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电脑杂谈  发布时间:2019-08-31 00:06:00  来源:网络整理

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GPS原理及测试主讲人:谭宗洋 内容 1.GNSS定义与介绍 2.GPS的整个系统的组成 3.GPS原理定位与详解 4.GPS的测试 GNSS 定义 GNSS是Global Navigation Satellite System的简写。中文直译应为中国导航卫星平台 GNSS 的特点: GPS,GLONASS,Galileo,中国北斗等 GPS/GLONASS/GALILEO参数对比 GPS系统的组成 GPS系统=空间部分+控制部分+用户部分 空间部分:GPS空间部分主要由24颗GPS卫星组成,其中21颗工作卫星,3颗备用卫星。24颗卫星运行在6个轨道平面上,运行周期为12个小时。保证在任一时刻、任一地点高度角15度以上都无法探测到4颗以上的卫星。 主要作用:发送用于导航定位的卫星信号。 构成:24颗卫星=21颗工作卫星+3颗备用卫星 GPS系统的组成(控制部份) GPS控制个别由1个主控站,5个检测站和3个注入站组成。 作用:监测和控制卫星运行,编算卫星星历(导航电文),保持平台时间。 (1)主控站:从各个监控站搜集卫星数据,计算出卫星的星历和时钟修正参数等,并借助注入站注入卫星;向卫星发布指令,控制卫星,当卫星发生告警时,调度备用卫星。

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(2)监控站:接收卫星讯号,检测卫星运行状况,收集天气数据,并将这种信息传送给主控站。 (3)注入站:将主控站计算的卫星星历及时钟修正参数等注入卫星。? GPS系统的组成(用户部分) GPS用户设备个别包含GPS及相关设施。GPS主要由GPS芯片组成。 如车载、船载GPS导航仪gps检测仪工资原理,内置GPS功能的移动设施,GPS测绘仪器等都属于GPS用户设备。 作用:接收、跟踪、变换和检测GPS信号的仪器,GPS系统的消费者。 原理定位与概述 GPS卫星发射两种速率的扩频信号,即速率为1575.42MHz的L1载波和速率为1227.60MHz的L2载波,它们的速率分别是基本频率10.23MHz的154倍和120倍,它们的波长分别为19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分别调制着多种信号,这些信号主要有: C/A码:C/A码又被称为粗捕获码,它被调制在L1载波上,是1MHz的伪随机噪声码(PRN码),其码长为1023位(周期为1ms)。由于每颗卫星的C/A码都不一样,因此,我们常常用他们的PRN号来区别两者。C/A码是普通用户用以测定测站到卫星间的距离的一种主要的信号。

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P码 :P码又被称为精码,它被调制在L1和L2载波上,是10MHz的伪随机噪声码,其周期为一天。在推进AS时,P码与W码进行模二相加生成保密的Y码,此时,一般用户能够运用P码来进行导航定位。 导航信息:导航信息被调制在L1载波上gps检测仪工资原理,其信号速率为50Hz,包含有GPS卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其他一些平台参数。用户通常应该运用此导航信息来推导某一时刻GPS卫星在宇宙轨道上的位置,导航信息也被称为广播星历。 SPS和PPS是GPS系统对于不同用户提供两种不同类型的服务。一种是标准定位服务(SPSStandard Positioning Service),另一种是精密定位服务(PPSPrecision Positioning Service)。这两种不同类型的服务分别由两种不同的子系统提供,标准定位服务由标准定位子系统(SPSStandard Positioning System)提供,精密定位服务则由精密定位子系统 (PPSPrecision Positioning System)提供。 SPS主要面向全世界的民用客户。 PPS主要面向中国及其盟国的军事部门或者军用的特许用户。

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在GPS定位中,经常运用以下观测值中的一种或几种进行数据处理,以确认出待定点的坐标或待定点之间的基线向量: L1载波相位观测值 L2载波相位观测值(半波或全波) 调制在L1上的C/A码伪距 调制在L1上的P码伪距 调制在L2上的P码伪距 L1上的多普勒频移 L2上的多普勒频移导航信息内容 GPS系统时间和卫星时钟校验值 高精度的卫星轨道数据(星历) 粗略的卫星轨道数据(历书) 系统卫星健康状况导航信息概况 导航信息共分25帧,每帧1500bits,共37500bits 每帧分5个子帧,每子帧300bits 每子帧分10个Word,每个Word为30bits 完整接收需耗时37500/50=12。5分钟 GPS卫星信号 > 导航电文 > 数据结构框图 GPS的偏差:我们在运用GPS进行定位时,会得到各种各样因素的制约。影响GPS定位效率的诱因可分为以下四大类: (1)SA :美国政府从其国家利益出发,通过增加广播星历精度( 技术)、在GPS基准信号中加入高频抖动( 技术)等方式,人为增加普通客户运用GPS进行导航定位时的效率。 (2)卫星星历误差 :在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是借助各类类型的星历提供的,但不论运用哪种种类的星历,所推算出的卫星位置就会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。

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极速赛车APP下载 (3)卫星钟差:卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的时钟时与GPS标准时间之间的误差。 (4)卫星讯号发射天线相位中心误差 :卫星讯号发射天线相位中心误差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差别。GPS测试 主要测试项:(备注:静态测试) (1)冷启动TTFF (2)热启动TTFF (3)温启动TTFF (4)捕获灵敏度(冷启动、热启动、温启动) (5)跟踪灵敏度 (6)重捕获时间 冷启动的定义:接收机加电至其捕获第一个有效导航数据点之间的时间、但需满足如下条件: (1)时间未知 (2)当前历书(Almanac)和星历(ephemteris)未知 (3)位置未知 由于该过程带有随机性,需要在不同卫星几何分布条件下检测若干TTFF值并取其平均值 温启动TTFF的定义;接收机加电至其捕获第一个有效导航数据点之间的时间,但需满足如下条件: (1)时间己知 (2)历书己知 (3)无星历(或数据存在时间超过4小时) (4)位值距上次定位点100公里以内 热启动TTFF定义:接收机加电至其第一次捕获有效导航数据点之间的时间,但需满足如下条件: (1)时间己知 (2)历书己知 (3)星历己知 (4)位值距上次定位点100公里以内 捕获灵敏度:是出现在“第一次定位”时才能接收到的最低功率水准。

极速赛车APP下载该灵敏度的子集包括了在冷启动、温开启和热启动条件下的独立测量值 跟踪灵敏度:就是接收机能够连续维持锁定所必须的最低功率水准。跟踪阀值与由接收机锁相环(PLL)跟踪环路中的误差源而造成的检测误 差有关密切的关系。相位误差、动态应力误差和热噪声是主要的偏差来源。将这种原因减至最小可以使接收机能够以更低的功率连续跟踪信号。 在任何状况下,跟踪阀值应超过捕获灵敏度。 重捕获时间:指接收机在损坏所有接收讯号状态下,重新接收到信号到获取第一个有效导航数据点所需的时间。 * 通过地面控制个别与太空部分交互的信息:建立星历表、计算星历、监控卫星的健康状况、时间修正等 太空部分与用户部分、控制个别交互的信息:时间脉冲、星历表、卫星健康状况信息、日期、时间、经纬度、海拔、速度、 * 主控站:位于美国科罗拉多州(Calorado)的法尔孔(Falcon)空军基地。 注入站:阿松森群岛(Ascendion),;迭戈加西亚(Diego Garcia),印度洋;卡瓦加兰(Kwajalein),东太平洋。 监控站:1个与主控站在一起;3个与注入站在一起;另外一个在(Hawaii),西太平洋。 * 每帧分为5个子帧,每个子帧传输不同的信息 子帧1包含每颗卫星的两天时间、时钟修正系数等信息; 子帧2、子帧3包含了每颗卫星的星历信息; 子帧4包含电离层参数、25~32号卫星历书信息; 子帧5包含1~24号卫星历书信息、卫星健康状况信息; 每个子帧只能存储一颗卫星历书信息; * 通过地面控制个别与太空部分交互的信息:建立星历表、计算星历、监控卫星的健康状况、时间修正等 太空部分与用户部分、控制个别交互的信息:时间脉冲、星历表、卫星健康状况信息、日期、时间、经纬度、海拔、速度、 * 主控站:位于美国科罗拉多州(Calorado)的法尔孔(Falcon)空军基地。

注入站:阿松森群岛(Ascendion),;迭戈加西亚(Diego Garcia),印度洋;卡瓦加兰(Kwajalein),东太平洋。 监控站:1个与主控站在一起;3个与注入站在一起;另外一个在(Hawaii),西太平洋。 * 每帧分为5个子帧,每个子帧传输不同的信息 子帧1包含每颗卫星的两天时间、时钟修正系数等信息; 子帧2、子帧3包含了每颗卫星的星历信息; 子帧4包含电离层参数、25~32号卫星历书信息; 子帧5包含1~24号卫星历书信息、卫星健康状况信息; 每个子帧只能存储一颗卫星历书信息;


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