Gps新版第二部分课件.ppt
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1、卫星导航电子课件第二部分,四、GPS接收机,按用途分: 导航型(又称导航仪)、测地型和授时型按接收机工作原理分: 码相关型(Correlation Channel)、平方型(Squaring Channel)、混合型(Hybrid Channel)、码相位型(Code Phase Channel)、干涉型(Interferometry Channel)按信号通道分: 多通道(Multi-Channel)、序贯通道(Sequencing Channel)、多路复用(Multiplexing Channel)按接收卫星信号的频率分: 单频(L1载波)和双频(L1+L2载波),(一)GPS接收机分类
2、,(二) CA码、单频(码相关型)GPS接收机工作原理,前置放大器,电源,变频器及中放,信号解扩解调,本机伪码发生器,卫星电文,多普勒频移测量,显示器和键盘,信号通道,显示模块,导航计算,伪码测量,微处理器,第三节 GPS定位误差及美国GPS政策,一、GPS误差种类,伪测距误差、几何误差、美国GPS政策带来的误差、速度误差和海图标绘误差。,通常将GPS定位的误差等效为测距离误差,称之为用户等效测距误差。,二.伪测距误差:,星历表误差(2.7m ) 、卫星钟剩余误差(3.1m)群延迟误差,电离层折射误差(0.4m-P,6.4m-CA)对流层折射误差、(0.4m)多径效应(1.2m-P,3.1m-
3、CA),导航仪通道间误差(0.15m-P,0.6m-CA)导航仪噪声和量化误差(0.24m-P,2.44m-CA),综合以上误差预算数据,若计算方法取上述误差平方和的平方根,则由总的合成误差引起GPS接收机等效测距误差为4.3m(P码)和8.6m(CA码)。,点击看图,三.几何误差:,GPS定位的几何误差反映的是:当测距误差为定值时,观测者与卫星间的空间几何图形不同时,定位误差的大小也不同。,精度几何因子(GDOP):,用来描述用户与卫星的几何关系对定位误差影响的大小。,GDOP值越小,选用的卫星的几何图形配置越理想,位置和时间的偏差值也越小。 4颗卫星与测者所构成的几何四面体体积与GDOP成
4、反比。,当=1时,则:,GDOP:精度几何因子; PDOP:三维位置精度几何因子;HDOP:水平方向精度几何因子; TDOP:时钟偏差几何因子;VDOP:高程精度几何因子,一般地,PDOP4,位置精度较高; PDOP9,位置精度较差。,例题:GPS接收机等效测距误差()为4.3m(P码)和8.6m(CA码),假设某GPS接收机显示其PDOP=0.8,则位置误差分别为多少?,GPS接收机最佳的选星原则,HDOP值的选择,四.速度测量误差: GPS速度测量精度受导航仪动态特性影响。,五.海图标绘误差: 由于海图和GPS接收机坐标系选取不同产生的误差。,六.美国GPS政策对不同的GPS用户提供不同的
5、服务方式(PPS和SPS) SA:Selective Availability, 技术(卫星轨道参数慢变)和技术(卫星频率抖动)AS:Anti-spoofing,将P码与W码模2和,形成更保密的Y码。,七.美国GPS现代化,GPS现代化步骤:第一步,发射12颗GPS BLOCK R型卫星,增加军用M码、在L2频道上增加CA码、提高信号发射功率;第二步,发射6颗GPS BLOCK F型卫星,除了具有R型卫星的全部功能外,还增加了L5民用频率;第三步,发射GPS BLOCK 型卫星,即所谓的第三代GPS卫星,美国计划用20年时间完成GPS 计划,取代目前的GPS ,为什么美国要提出GPS现代化规划
6、?,第四节 DGPS卫星导航系统,差分GPS(Differential GPS)基本原理,链接片15,一.DGPS的分类:,二、中国沿海无线电指向标/差分GPS(RBN-DGPS),(一)中国沿海无线电指向标/差分GPS基准台的设置,北海海区:大三山、老铁山、成山角、秦皇岛、北塘、王家麦;东海海区:大戢山、燕尾港、蒿技港、定海、石塘、天达山、镇海角;南海海区:鹿屿、三灶、硇洲岛、防城、抱虎角、三亚、洋浦,大戢山RBN-DPS:灯塔始建于1869年,1997年建成RBN-DGPS,位于长江口外东偏南海域中,地处长江口与杭州湾的交汇处,隶属上海海事局航标处。,(二)无线电指向标/差分GPS系统组成
7、,基准台:跟踪、测量卫星的伪距、载波相位和差分校正数据,并格式化为标准的信号格式播发给用户 。播发台:播发指向信号,依规定的强度和速率播发DGPS修正信息和指向标状况及基准台状况信息。完善性监控台:监测GPS的完善性和播发的差分修正值的正确性,监控基准台,计算并登录系统运行数据的统计结果。 监控中心:监测、控制各RBN-DGPS站的工作。,(三)无线电指向标/差分GPS技术指标,工作频率:国际电联划分的海上无线电指向标频率(283.5325.0kHz)范围。差分全球定位系统识别码 :航标和灯塔管理机构的国际组织(IALA)分配 单站信号作用距离 :300km 差分信息调制方式和播发类别:MSK
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