第六章GPS与GIS技术课件.ppt
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1、学习目标,掌握GPS技术的定义和组成掌握GPS的基本常识了解GIS技术的原理和应用,第一节 GPS技术,一、GPS概述(一)GPS的发展历史 1.方案论证阶段(19731979年)2.全面研制和试验阶段(19791987年)3.实用组网阶段(19891999年)4.GPS的现代化阶段(1999年至今),(二)GPS的组成 GPS由三大部分组成,即:空间部分、控制部分和用户部分。,1.空间部分空间部分是GPS卫星星座的总称,GPS卫星星座运行在一个以地球为焦点的椭球面上,在这个椭球面上GPS卫星工作星座被分成了6个轨道平面,均匀分布着24颗GPS。卫星每个轨道平面与赤道平面的倾角为55,轨道平面
2、间距60,在各个轨道平面内,各卫星间距为90,任意轨道上的卫星比西侧相邻轨道上的卫星超前30。,2.控制部分 控制部分是地面监控系统的总称,主要由主控站(1个)、监测站(5个)、注入站(3个)和通讯与辅助系统,该部分的作用是对空间卫星部分进行监测、控制,并向每颗卫星注入更新的导航电文。,控制部分主要实现功能为:监测GPS信号、收集数据、计算导航电文、注入电文、状态诊断和卫星调度。3.用户部分 用户部分指的是GPS的用户和接收机部分,接受设备包括GPS信号接收机和其他仪器设备,接收机由天线单元和接收单元组成。,(三)GPS的定位原理 GPS定位是利用三点定位原理,即知道未知点距离已知点的距离,未
3、知点必然位于以已知点为球心,距离为半径的球上,测出未知点和三个已知点的距离,即未知点在三个球圆周的相交处(为两个点时,因有接收方向,故有一个处于接收背面的点可以舍去),从而准确地测出未知点的位置。影响GPS定位精度的因素主要是时间。,假设地面接收机在t时刻接收到四颗卫星的信息参数如下所述,第一颗卫星的位置坐标为(x1,y1,z1),星历参数(钟差)为Vt1,第二颗卫星的位置坐标为(x2,y2,z2),星历参数(钟差)为Vt2,第三颗卫星的位置坐标为(x3,y3,z3),星历参数(钟差)为Vt3,Vt0为接收机钟差。其中C为电磁波速度,则有如下方程组。,二、GPS定位方法分类1.根据定位所采用的
4、观测值划分GPS定位可分为伪距定位和载波相位定位 2.根据定位的模式划分GPS定位可分为绝对寻址和相对定位3.根据获取定位结果的时间划分GPS定位可分为立即寻址和非立即寻址 4.根据定位时接收机的运动状态划分GPS定位可分为动态定位和静态定位,三、GPS定位特点1.高精度GPS相对定位精度在10米以内,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。2.高效率观测时间随着GPS系统的不断完善和软件的不断更新缩短。,3.全天候作业目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。4.功能多样,应用广泛GPS系统不仅可用于测量、导航,还可用于测速、测时;不仅可应用
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