GPS系統(tǒng)組成及信號(hào)

1、第4章GPS系統(tǒng)組成及信號(hào)本章內(nèi)容容4.1GPS的的系統(tǒng)組組成4.2GPS的的信號(hào)結(jié)結(jié)構(gòu)4.3美美國政府府GPS政策4.1系系統(tǒng)統(tǒng)組成GPS的的空間部部分GPS的的系統(tǒng)組組成用戶設(shè)備備部分4.1.1GPS的的系統(tǒng)組組成GPS系系統(tǒng)由空間部分分、地面控制制部分和用戶設(shè)備備部分等三部分分組成4.1.2GPS的的空間部部分GPS衛(wèi)衛(wèi)星星座座6個(gè)軌道道面，平平均軌道道高度20200km，軌道道傾角55，周期期11h 58min設(shè)計(jì)星座座：21+321顆正正式的工工作衛(wèi)星星+3顆顆活動(dòng)的的備用衛(wèi)衛(wèi)星保證在24小時(shí)時(shí)，在高度角15以上，能夠同同時(shí)觀測測到4至至8顆衛(wèi)衛(wèi)星當(dāng)前星座座：28顆類型試驗(yàn)衛(wèi)星星：B

2、lock 工作衛(wèi)星星：Block BlockBlockABlockRBlockF（新新一代的的GPS衛(wèi)星）GPS衛(wèi)衛(wèi)星作用：發(fā)送用于于導(dǎo)航定定位的信信號(hào)其他特殊殊用途，如通訊訊、監(jiān)測測核暴等等。主要設(shè)備備：原子子鐘（2臺(tái)銫鐘鐘、2臺(tái)臺(tái)銣鐘）、信號(hào)號(hào)生成與與發(fā)射裝裝置第一代衛(wèi)衛(wèi)星現(xiàn)已已停止工工作。第二代衛(wèi)衛(wèi)星用于于組成GPS工工作衛(wèi)星星星座，通常稱稱為GPS工作作衛(wèi)星。BlockA的的功能比比Block大大大增強(qiáng)，表現(xiàn)在在軍事功功能和數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)容量。Block只能能存儲(chǔ)供供45天天用的導(dǎo)導(dǎo)航電文文，而BlockA則能能夠存儲(chǔ)儲(chǔ)供180天用用的導(dǎo)航航電文，以確保保在特殊殊情況下下使用GPS衛(wèi)衛(wèi)星

3、。第三代衛(wèi)衛(wèi)星尚在在設(shè)計(jì)中中，以取取代第二二代衛(wèi)星星，改善善全球定定位系統(tǒng)統(tǒng)。其特特點(diǎn)是：可對自自己進(jìn)行行自主導(dǎo)導(dǎo)航；每每顆衛(wèi)星星將使用用星載處處理器，計(jì)算導(dǎo)導(dǎo)航參數(shù)數(shù)的修正正值，改改善導(dǎo)航航精度，增強(qiáng)自自主能力力和生存存能力。椐報(bào)道道，該衛(wèi)衛(wèi)星在沒沒有與地地面聯(lián)系系的情況況下可以以工作6個(gè)月，而其精精度可與與有地面面控制時(shí)時(shí)的精度度相當(dāng)。Block衛(wèi)星Block衛(wèi)星BlockR衛(wèi)星星GPS衛(wèi)衛(wèi)星星座座（=35 ，=90）4.1.3地地面監(jiān)監(jiān)控部分分GPS的的地面控控制部分分（地面面監(jiān)測系系統(tǒng)）組成：主主控站（1個(gè)）、跟蹤蹤站（5個(gè)）和和注入站站（3個(gè)個(gè)）作用：監(jiān)監(jiān)測和控控制衛(wèi)星星運(yùn)行，編算衛(wèi)

4、衛(wèi)星星歷歷（導(dǎo)航航電文），保持持系統(tǒng)時(shí)時(shí)間。主控站監(jiān)控站監(jiān)控站注入站/監(jiān)控站注入站/監(jiān)控站注入站/監(jiān)控站地面監(jiān)控控系統(tǒng)工工作流程程主控站（1個(gè)）作用：收集各檢檢測站的的數(shù)據(jù)，編制導(dǎo)導(dǎo)航電文文，監(jiān)控控衛(wèi)星狀狀態(tài)；通過注入入站將衛(wèi)衛(wèi)星星歷歷注入衛(wèi)衛(wèi)星，向向衛(wèi)星發(fā)發(fā)送控制制指令；衛(wèi)星維護(hù)護(hù)與異常常情況的的處理。地點(diǎn)：美美國克羅羅拉多州州法爾孔孔空軍基基地。跟蹤站（5個(gè)）作用：接接收衛(wèi)星星數(shù)據(jù)，采集氣氣象信息息，并將所收收集到的的數(shù)據(jù)傳傳送給主主控站。地點(diǎn)：夏夏威夷、主控站站及三個(gè)個(gè)注入站站。注入站（3個(gè)）作用：將將導(dǎo)航電電文注入入GPS衛(wèi)星。地點(diǎn)：阿阿松森群群島（大大西洋）、迪戈戈加西亞亞（印度度洋

5、）和和卡瓦加加蘭（太太平洋）。4.1.3用用戶設(shè)設(shè)備部分分用戶設(shè)備備部分-GPS信信號(hào)接收收機(jī)及相相關(guān)設(shè)備備接收、跟跟蹤、變變換和測測量GPS信號(hào)號(hào)的設(shè)備備多數(shù)采用用石英鐘鐘GPS接接收機(jī):能夠接收收、跟蹤蹤、變換換和測量量GPS信號(hào)的的衛(wèi)星信信號(hào)接收收設(shè)備(1)導(dǎo)導(dǎo)航型型接收機(jī)機(jī)此類型接接收機(jī)主主要用于于運(yùn)動(dòng)載載體的導(dǎo)導(dǎo)航，它它可以實(shí)實(shí)時(shí)給出出載體的的位置和和速度。單點(diǎn)實(shí)實(shí)時(shí)定位位精度較較低，一一般為25m,有SA影響響時(shí)為100m。根根據(jù)應(yīng)用用領(lǐng)域的的不同，此類接接收機(jī)可可以進(jìn)一一步分為為：1.按接接收機(jī)的的用途分分類可分分為：車載型用于于車輛導(dǎo)導(dǎo)航定位位；航海型用于于船舶導(dǎo)導(dǎo)航定位位；航

6、空型用于于飛機(jī)導(dǎo)導(dǎo)航定位位。由于于飛機(jī)運(yùn)運(yùn)行速度度快，因因此，在在航空用用的接收收機(jī)要求求能適應(yīng)應(yīng)高速運(yùn)運(yùn)動(dòng)。星載型用于于衛(wèi)星的的導(dǎo)航定定位。由由于衛(wèi)星星的運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度高高達(dá)7公公里/秒秒以上，因此對對接收機(jī)機(jī)的要求求更高。(2)測測地型型接收機(jī)機(jī)測地型接接收機(jī)主主要用于于精密大大地測量量和精密密工程測測量。這這類儀器器主要采采用載波波相位觀觀測值進(jìn)進(jìn)行相對對定位，定位精精度高。儀器結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，價(jià)格格較貴。(3)授授時(shí)型型接收機(jī)機(jī)這類接收收機(jī)主要要利用GPS衛(wèi)衛(wèi)星提供供的高精精度時(shí)間間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)進(jìn)行授時(shí)時(shí)，常用用于天文文臺(tái)及無無線電通通訊中時(shí)時(shí)間同步步。2.按接接收機(jī)的的載波頻頻率分類類(1)單單頻接接收機(jī)單頻接收收機(jī)只能能接收L1載波波信號(hào)，測定載載波相位位觀測值值進(jìn)行定定位。由由于不能能有效消消除電離離層延遲遲影響，單頻接接收機(jī)只只適用于于短基線線（Y方法技術(shù)：軌道加加繞（長長周期，慢變化化）技術(shù)：星鐘加加繞（高高頻抖動(dòng)動(dòng)，短周周期，快快變化）已于2000年年5月1日取消消4.3.3GPS現(xiàn)代代化提高信號(hào)號(hào)質(zhì)量在L2上上增加C/A碼碼增加第三三民用頻頻率L5增加2個(gè)個(gè)軍用碼碼：M1，M2局部關(guān)閉閉思考題1、GPS由哪哪幾部分分組成，各部分分的功能能是什么么？2、GPS信號(hào)號(hào)包括哪哪些成分分？3、什么么是偽隨隨機(jī)噪聲聲碼，它它有什么