GPS定位原理定位模式培訓(xùn)講義PPT（內(nèi)容全面）

1、GPS定位模式3GPS定位原理2GPS測量技術(shù)GPS接收機的分類11 GPS接收機的分類（1）按接收機用途劃分：導(dǎo)航型：用于確定船舶、車輛、飛機等運載體的實時位置和速度，保障按預(yù)定路線航行或選擇最佳路線。采用測碼偽距為觀測量的單點實時定位或差分GPS定位，精度低，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，應(yīng)用廣泛。測量型接收機：采用載波相位觀測量進(jìn)行相對定位，精度高。觀測數(shù)據(jù)可測后處理或?qū)崟r處理（RTK），需配備功能完善的數(shù)據(jù)處理軟件。與導(dǎo)航型相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴。授時型接收機：主要用于天文臺或地面監(jiān)控站，進(jìn)行時頻同步測定。1 GPS接收機的分類（2）根據(jù)所接收的衛(wèi)星信號頻率劃分：碼相位接收機（C/A碼、P碼）

2、：采用C/A碼、P碼作為測距信號，由于C/A碼、P碼測距精度較低，因此，碼相位接收機主要用于導(dǎo)航型和手持型低精度接收機。單頻接收機（L1）：只接收調(diào)制的L1信號，雖然可利用導(dǎo)航電文提供的參數(shù)，對觀測量進(jìn)行電離層影響修正，但由于修正模型尚不完善，精度較差，主要用于小于20km的短基線精密定位。雙頻接收機（L1+L2）：同時接受L1、L2兩種信號，利用雙頻技術(shù)，可消除或減弱電離層折射對觀測量的影響，定位精度較高。1 GPS接收機的分類（3）根據(jù)接收機信號通道類型劃分：多通道接收機：具有多個衛(wèi)星信號通道，每個通道只連續(xù)跟蹤一個衛(wèi)星信號。也稱連續(xù)跟蹤型接收機。序貫通道接收機：只有1-2個信號通道，為了

3、跟蹤多個衛(wèi)星，在相應(yīng)軟件控制下按時序依次對各衛(wèi)星信號進(jìn)行跟蹤量測。依次量測一個循環(huán)所需時間較長（大于20ms），對衛(wèi)星信號的跟蹤是不連續(xù)的。多路復(fù)用通道接收機：與序貫通道接收機相似，也只有1-2個信號通道，在相應(yīng)軟件控制下按時序依次對各衛(wèi)星信號進(jìn)行跟蹤量測。依次量測一個循環(huán)所需時間較短（小于20ms），可保持對衛(wèi)星信號的連續(xù)跟蹤。1 GPS接收機的分類（4）按工作原理劃分：碼相關(guān)型接收機：能夠產(chǎn)生與所測衛(wèi)星測距碼結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼。利用的是C/A碼或P碼，條件是掌握測距碼結(jié)構(gòu)，也稱有碼接收機。平方型接收機：利用載波信號的平方技術(shù)去掉調(diào)制碼，獲得載波相位測量所必需的載波信號。該機只利用衛(wèi)星信號

4、，無需解碼，不必掌握測距碼結(jié)構(gòu)，稱無碼接收機。混合型接收機：綜合利用了碼相關(guān)技術(shù)和平方技術(shù)的優(yōu)點，同時獲得碼相位和精密載波相位觀測量。目前廣泛使用。干涉型接收機：將GPS衛(wèi)星作為射電源，采用干涉測量的方法測定兩個測站之間的距離1 GPS接收機的分類（5）按接收衛(wèi)星系統(tǒng)劃分：單星信號接收機：通常至具有跟蹤1個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能力的衛(wèi)星信號接收機。主要有GPS接收機、GLONASS接收機、北斗接收機等。比如我院的華測X90接收機、南方靈銳S82接收機。多星信號集成接收機：一臺接收機同時接收和測量兩種或兩種以上衛(wèi)星信號的接收機。比如我院的華測X900接收機、南方靈銳S82-V接收機。1 GPS接收機的分

5、類（6）按接收機的結(jié)構(gòu)劃分：分體式接收機：將組成接收機的接收機主機、天線、控制器、電臺、電源單元全部或部分設(shè)計為獨立的整體，它們之間利用電纜或藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。整體式接收機：將組成接收機的接收機主機、天線、控制器、電臺、電源單元在制造過程中全部或部分集成為一個整體或各單元之間模塊化集成，無電纜連接。手持式接收機：整體式結(jié)構(gòu)，功耗小、重量輕、價格低廉，應(yīng)用廣泛。1 GPS接收機的分類我院GPS接收機型號：進(jìn)口：天寶R8 6臺 徠卡 9臺 索佳 3臺國產(chǎn)：南方 靈銳S82 3臺 靈銳S82-V 20臺 （三年制使用） 華測 X90 10臺 X900 20臺 （五年制使用）2 GPS定位原理GP

6、S定位就是通過四顆已知位置的衛(wèi)星來確定GPS接收器的位置 2 GPS定位原理Position1、Position2、Position3、Position4為四顆衛(wèi)星的當(dāng)前位置d1、d2、d3、d4分別為四顆衛(wèi)星到要定位的GPS接收器的距離 Location 為要定位的衛(wèi)星接收器的位置已知待求3 問題分析問題1：Position1、Position2、Position3、Position4這些位置信息從哪里來？ 運行于宇宙空間的GPS衛(wèi)星，每一個都在時刻不停地通過衛(wèi)星信號向全世界廣播自己的當(dāng)前位置坐標(biāo)信息。任何一個GPS接收器都可以通過天線很輕松地接收到這些信息，并且能夠讀懂這些信息 。問題2：

7、d1、d2、d3、d4這些距離信息從哪里來？ 我們已經(jīng)知道每一個GPS衛(wèi)星都在不辭辛勞地廣播自己的位置，那么在發(fā)送位置信息的同時，也會附加上該數(shù)據(jù)包發(fā)出時的時間戳。GPS接收器收到數(shù)據(jù)包后，用當(dāng)前時間（當(dāng)前時間當(dāng)然只能由GPS接收器自己來確定了）減去時間戳上的時間，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸所用的時間了。乘上他的傳輸速度，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸?shù)木嚯x，也就是該衛(wèi)星到GPS接收器的距離了。數(shù)據(jù)包是通過無線電波傳送的，那么理想速度就是光速c，把傳播時間記為Ti的話，用公式表示就是： di=c*Ti(i=1,2,3,4)3 問題分析問題3：為什么要必須要四顆衛(wèi)星才能確定接收機的位置？ 根據(jù)立體幾何知識，三維空間中，理想情況下，三個衛(wèi)星到接收機的距離就可以確定一個接收機的位置了。但是事實上，必須要四顆，原因如下：1.鐘差：衛(wèi)星鐘與GPS接收機計時鐘時間差；2.電離層對信號傳播速度的影響；3. GPS衛(wèi)星廣播的自己的位置也可能會有誤差。 以上都會影響衛(wèi)星至接收機的距離，因此必須增加一顆衛(wèi)星才能定位，相當(dāng)于增加解算條件。3 問題分析4 GPS定位模式（1）按接收機天線的狀態(tài)分類靜態(tài)模式：主要用于控