Gps新版第二部分課件

衛(wèi)星導(dǎo)航電子課件第二部分衛(wèi)星導(dǎo)航電子課件第二部分1四、GPS接收機(jī)按用途分：導(dǎo)航型（又稱導(dǎo)航儀）、測地型和授時(shí)型按接收機(jī)工作原理分：碼相關(guān)型（CorrelationChannel）、平方型（SquaringChannel）、混合型（HybridChannel）、碼相位型（CodePhaseChannel）、干涉型（InterferometryChannel）按信號(hào)通道分：多通道（Multi-Channel）、序貫通道（SequencingChannel）、多路復(fù)用（MultiplexingChannel）按接收衛(wèi)星信號(hào)的頻率分：單頻（L1載波）和雙頻（L1+L2載波）（一）GPS接收機(jī)分類四、GPS接收機(jī)按用途分：（一）GPS接收機(jī)分類2（二）CA碼、單頻（碼相關(guān)型）GPS接收機(jī)工作原理前置放大器電源變頻器及中放信號(hào)解擴(kuò)解調(diào)本機(jī)偽碼發(fā)生器衛(wèi)星電文多普勒頻移測量顯示器和鍵盤信號(hào)通道顯示模塊導(dǎo)航計(jì)算偽碼測量微處理器（二）CA碼、單頻（碼相關(guān)型）GPS接收機(jī)工作原理前置放大3第三節(jié)GPS定位誤差及美國GPS政策一、GPS誤差種類

偽測距誤差、幾何誤差、美國GPS政策帶來的誤差、速度誤差和海圖標(biāo)繪誤差。

通常將GPS定位的誤差等效為測距離誤差，稱之為用戶等效測距誤差。第三節(jié)GPS定位誤差及美國GPS政策一、GPS誤差種類4二.偽測距誤差：星歷表誤差(2.7m)、衛(wèi)星鐘剩余誤差(3.1m)群延遲誤差電離層折射誤差(0.4m-P,6.4m-CA)對流層折射誤差、(0.4m)多徑效應(yīng)(1.2m-P,3.1m-CA)1.衛(wèi)星誤差：2.信號(hào)傳播誤差：3.衛(wèi)星導(dǎo)航儀誤差：導(dǎo)航儀通道間誤差(0.15m-P,0.6m-CA)導(dǎo)航儀噪聲和量化誤差(0.24m-P,2.44m-CA)綜合以上誤差預(yù)算數(shù)據(jù)，若計(jì)算方法取上述誤差平方和的平方根，則由總的合成誤差引起GPS接收機(jī)等效測距誤差為4.3m(P碼)和8.6m(CA碼)。點(diǎn)擊看圖二.偽測距誤差：星歷表誤差(2.7m)、電離層折射誤差(5三.幾何誤差：GPS定位的幾何誤差反映的是：當(dāng)測距誤差為定值時(shí)，觀測者與衛(wèi)星間的空間幾何圖形不同時(shí)，定位誤差的大小也不同。三.幾何誤差：GPS定位的幾何誤差反映的是：當(dāng)6精度幾何因子（GDOP）：用來描述用戶與衛(wèi)星的幾何關(guān)系對定位誤差影響的大小。GDOP值越小，選用的衛(wèi)星的幾何圖形配置越理想，位置和時(shí)間的偏差值也越小。4顆衛(wèi)星與測者所構(gòu)成的幾何四面體體積與GDOP成反比。精度幾何因子（GDOP）：用來描述用戶與衛(wèi)星的7當(dāng)δ=1時(shí)，則：GDOP:精度幾何因子；PDOP：三維位置精度幾何因子；HDOP：水平方向精度幾何因子；TDOP：時(shí)鐘偏差幾何因子；VDOP：高程精度幾何因子當(dāng)δ=1時(shí)，則：GDOP:精度幾何因子；8一般地，PDOP≤4，位置精度較高；PDOP≥9，位置精度較差。例題：GPS接收機(jī)等效測距誤差(σ)為4.3m(P碼)和8.6m(CA碼)，假設(shè)某GPS接收機(jī)顯示其PDOP=0.8，則位置誤差分別為多少？GPS接收機(jī)最佳的選星原則HDOP值的選擇一般地，PDOP≤4，位置精度較高；PDOP≥9，位置精度9四.速度測量誤差：

GPS速度測量精度受導(dǎo)航儀動(dòng)態(tài)特性影響。五.海圖標(biāo)繪誤差：由于海圖和GPS接收機(jī)坐標(biāo)系選取不同產(chǎn)生的誤差。六.美國GPS政策對不同的GPS用戶提供不同的服務(wù)方式（PPS和SPS）SA：SelectiveAvailability,ε技術(shù)（衛(wèi)星軌道參數(shù)慢變）和δ技術(shù)（衛(wèi)星頻率抖動(dòng)）AS：Anti-spoofing，將P碼與W碼模2和，形成更保密的Y碼。四.速度測量誤差：五.海圖標(biāo)繪誤差：六.美國GPS政策10七.美國GPS現(xiàn)代化GPS現(xiàn)代化步驟:第一步，發(fā)射12顆GPSBLOCKⅡR型衛(wèi)星，增加軍用M碼、在L2頻道上增加CA碼、提高信號(hào)發(fā)射功率；第二步，發(fā)射6顆GPSBLOCKⅡF型衛(wèi)星，除了具有ⅡR型衛(wèi)星的全部功能外，還增加了L5民用頻率；第三步，發(fā)射GPSBLOCKⅢ型衛(wèi)星，即所謂的第三代GPS衛(wèi)星，美國計(jì)劃用20年時(shí)間完成GPSⅢ計(jì)劃，取代目前的GPSⅡ?yàn)槭裁疵绹岢鯣PS現(xiàn)代化規(guī)劃？七.美國GPS現(xiàn)代化GPS現(xiàn)代化步驟:為什么美國要提出GPS11第四節(jié)DGPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分GPS（DifferentialGPS）基本原理DGPS基準(zhǔn)臺(tái)用戶衛(wèi)星第四節(jié)DGPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分GPS（Different12鏈接片15鏈接片1513一.DGPS的分類：

1.偽距差分（米級(jí)）2.位置差分（米級(jí)）：3.相位平滑差分（亞米級(jí)）：4.載波相位差分（厘米級(jí)）：5.局域差分：6.廣域和廣域增強(qiáng)差分：一.DGPS的分類：

1.偽距差分（米級(jí)）2.位置差分（米級(jí)14二、中國沿海無線電指向標(biāo)/差分GPS（RBN-DGPS）（一）中國沿海無線電指向標(biāo)/差分GPS基準(zhǔn)臺(tái)的設(shè)置北海海區(qū)：大三山、老鐵山、成山角、秦皇島、北塘、王家麥；東海海區(qū)：大戢山、燕尾港、蒿技港、定海、石塘、天達(dá)山、鎮(zhèn)海角；南海海區(qū)：鹿嶼、三灶、硇洲島、防城、抱虎角、三亞、洋浦二、中國沿海無線電指向標(biāo)/差分GPS（RBN-DGPS）（一15大戢山RBN-DPS：燈塔始建于1869年，1997年建成RBN-DGPS，位于長江口外東偏南海域中，地處長江口與杭州灣的交匯處，隸屬上海海事局航標(biāo)處。大戢山RBN-DPS：燈塔始建于1869年，1997年建成R16（二）無線電指向標(biāo)/差分GPS系統(tǒng)組成

基準(zhǔn)臺(tái)：跟蹤、測量衛(wèi)星的偽距、載波相位和差分校正數(shù)據(jù)，并格式化為標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)格式播發(fā)給用戶。播發(fā)臺(tái)：播發(fā)指向信號(hào)，依規(guī)定的強(qiáng)度和速率播發(fā)DGPS修正信息和指向標(biāo)狀況及基準(zhǔn)臺(tái)狀況信息。完善性監(jiān)控臺(tái)：監(jiān)測GPS的完善性和播發(fā)的差分修正值的正確性，監(jiān)控基準(zhǔn)臺(tái)，計(jì)算并登錄系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。監(jiān)控中心：監(jiān)測、控制各RBN-DGPS站的工作。（二）無線電指向標(biāo)/差分GPS系統(tǒng)組成基準(zhǔn)臺(tái)：跟蹤、測量衛(wèi)17（三）無線電指向標(biāo)/差分GPS技術(shù)指標(biāo)工作頻率：國際電聯(lián)劃分的海上無線電指向標(biāo)頻率（283.5～325.0kHz）范圍。差分全球定位系統(tǒng)識(shí)別碼

：航標(biāo)和燈塔管理機(jī)構(gòu)的國際組織（IALA）分配單站信號(hào)作用距離

：300km差分信息調(diào)制方式和播發(fā)類別：MSK調(diào)制方式，調(diào)相單信道數(shù)據(jù)傳送（G1D）信號(hào)格式和信息類型：RTCMSC-104信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)（三）無線電指向標(biāo)/差分GPS技術(shù)指標(biāo)工作頻率：國際電聯(lián)劃分181.DGPS只能消除和削弱基準(zhǔn)站和用戶GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的公共測距誤差，包括：衛(wèi)星鐘剩余誤差、星歷表誤差、電離層和對流層折射誤差、SA與AS誤差。2.對于非公共誤差：多徑效應(yīng)、導(dǎo)航儀噪聲、量化誤差、通道間偏差，DGPS不能消除和削弱。3.DGPS的差分效果隨著用戶與DGPS基準(zhǔn)站之間的距離增大而逐漸變差。（見表5-3）三.DGPS的定位精度：1.DGPS只能消除和削弱基準(zhǔn)站和用戶GPS衛(wèi)星導(dǎo)19誤差DGPS定點(diǎn)觀測誤差(m)0nmile100nmile500nmile1000nmile2000nmile衛(wèi)星鐘剩余誤差0．000.000．000．000．00星歷表誤差0．000.090．460．9l1．82SA引起的誤差0．000.000．000．000．00電離層折射誤差0．002．194．886．48．23對流層折射誤差0．001．831．831．831．83多徑效應(yīng)0．000．000．000．000．00導(dǎo)航儀噪聲0．910．910．9l0.910．91用戶偽測距誤差(rms)0．912．995．306．778．69水平位置誤差(HDOP=1.5)(2drms)2．749．1415．8520．1126．20表5—3DGPS定位誤差與距離的關(guān)系誤差DGPS定點(diǎn)觀測誤差(m)0nmile10020第五節(jié)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀在船舶導(dǎo)航上的應(yīng)用一、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀主要功能1.顯示定位和導(dǎo)航數(shù)據(jù)(位置更新時(shí)間約ls，導(dǎo)航數(shù)據(jù)更新時(shí)間約3～5s)2.能夠設(shè)置一些參數(shù)3.顯示衛(wèi)星信息4.能存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)航線和航路點(diǎn)5.報(bào)警6.接口功能第五節(jié)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀在船舶導(dǎo)航上的應(yīng)用一、GPS衛(wèi)星導(dǎo)21二、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的初始化日常啟動(dòng)時(shí)只需按下電源鍵，衛(wèi)星導(dǎo)航儀即能自動(dòng)定位第一次啟動(dòng)或某些特殊情況下可以進(jìn)行初始化輸入，加快定位速度二、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的初始化日常啟動(dòng)時(shí)只需按下電源鍵，衛(wèi)星22三、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的顯示方式

1．導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示方式2．用戶顯示方式3．標(biāo)繪顯示方式4．航路顯示方式5．操舵顯示方式三、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的顯示方式1．導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示方式2．用戶23四、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航路點(diǎn)（WAYPOINTS）/航線(ROUTE)導(dǎo)航

四、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航路點(diǎn)（WAYPOINTS）/航24五、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航跡線(plottrail)標(biāo)繪

標(biāo)繪船舶歷史航跡可以幫助駕駛員了解船舶歷史動(dòng)態(tài)和在航道上運(yùn)動(dòng)的趨勢，并可用于設(shè)計(jì)返航航線。六、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行定點(diǎn)導(dǎo)航拋錨、丟錨、人員落水、特殊事件的位置

五、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航跡線(plottrail)標(biāo)25七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警錨更警（ANCALARM）到達(dá)警(ARVALARM)

七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警錨更警（ANCALARM）到26七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警–偏航警（XTE）八、用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀計(jì)算距離與方位（CALCULATE）七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警–偏航警（XTE）八、用GPS27九、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀定位時(shí)的注意事項(xiàng)（一）定位變慢的問題（二）HDOP值設(shè)定（三）衛(wèi)星狀態(tài)顯示（四）定位模式選擇（五）坐標(biāo)系選用（六）GPS顯示的航向和速度（七）時(shí)差的輸入（八）GPS導(dǎo)航儀實(shí)際誤差估算九、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀定位時(shí)的注意事項(xiàng)（一）定位變慢的問題28第六節(jié)GPS在航海測量中的應(yīng)用一、GPS用于船舶機(jī)動(dòng)性能測定（一）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船速（二）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶旋回半徑第六節(jié)GPS在航海測量中的應(yīng)用一、GPS用于船舶機(jī)動(dòng)性能測29（三）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶舵角提前量（四）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶航向穩(wěn)定性（三）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶舵角提前量（四）利用GPS301.載體姿態(tài)的確定：航向角θ橫搖角φ縱搖角ψ載體坐標(biāo)系相對于地平坐標(biāo)系之間的空間取向，即為載體姿態(tài)。利用三副GPS天線構(gòu)成兩條獨(dú)立基線，觀測6顆衛(wèi)星形成6個(gè)觀測方程可求解載體姿態(tài)。載體姿態(tài)測量精度與基線測量精度及基線長度成正向關(guān)系。二、GPS用于船舶等載體的姿態(tài)測定1.載體姿態(tài)的確定：航向角θ橫搖角φ縱搖角ψ載312.GPS/DGPS羅經(jīng)：3GPS天線系統(tǒng)，通過測量GPS載波相位的方法解算航向；GPS/DGPS羅經(jīng)穩(wěn)定時(shí)間4分鐘以內(nèi)，隨動(dòng)性能高，靜態(tài)指向精度達(dá)0.6°，耗電少。三.GPS用于其他方面：精密授時(shí)、車輛指揮和調(diào)度、筑路勘測與自動(dòng)施工、氣象預(yù)報(bào)、農(nóng)林業(yè)、漁業(yè)、海洋作業(yè)等廣泛領(lǐng)域的科研與實(shí)際應(yīng)用。2.GPS/DGPS羅經(jīng)：3GPS天線系統(tǒng)，通過測量GPS載32圖5-24北斗雙星定位系統(tǒng)組成框圖第七節(jié)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展概述第一代→第二代圖5-24北斗雙星定位系統(tǒng)組成框圖第七節(jié)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系33一.北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成（第一代雙星有源系統(tǒng)）組成：衛(wèi)星網(wǎng)、地面控制中心、用戶設(shè)備功能：區(qū)域、全天候、高精度、近于實(shí)時(shí)的定位，1s內(nèi)完成定位，精度優(yōu)于20m，DGPS狀態(tài)下精度為2~5m。二.北斗星導(dǎo)航星座（第一代雙星有源系統(tǒng)）2+1顆備用衛(wèi)星；軌道高度36000KM左右，軌道傾角0°；覆蓋范圍：5°N~55N°，70°E~145°E；發(fā)射頻率：上行L頻段/下行S頻段/C頻段一.北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成（第一代雙星有源系統(tǒng)）組成：衛(wèi)星網(wǎng)34三.北斗星導(dǎo)航工作原理（第一代雙星有源系統(tǒng)）用戶中心站第一代北斗衛(wèi)星星導(dǎo)航缺陷：用戶不隱蔽、容量有限、僅能二維定位、不與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容。三.北斗星導(dǎo)航工作原理（第一代雙星有源系統(tǒng)）用戶中心站第35第八節(jié)格羅納斯和伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一、格羅納斯（GLONASS）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（一）GLONASS導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)24顆衛(wèi)星組成，平均分布在3個(gè)軌道軌道高度：19100km左右，中軌軌道運(yùn)行周期：約11h15min軌道傾角：約64.8°發(fā)射頻率：同時(shí)發(fā)射L1、L2兩種頻率，分別為：1602MHz+N×0.5625MHz和1246MHz+N×0.4375MHz衛(wèi)星電源：太陽能電源、電池和可替換能源衛(wèi)星鐘：銫鐘第八節(jié)格羅納斯和伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一、格羅納斯（GLON36（二）GLONASS的現(xiàn)狀及未來發(fā)展二、伽利略（GALILIEO）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（一）伽利略系統(tǒng)發(fā)展概述（二）伽利略系統(tǒng)的組成伽利略衛(wèi)星星座：計(jì)劃由30顆衛(wèi)星構(gòu)成，平均分布在3個(gè)地球軌道上，軌道高度為23616km，軌道傾角為56°地面監(jiān)控中心：控制伽利略衛(wèi)星、管理導(dǎo)航任務(wù)用戶接收機(jī)（二）GLONASS的現(xiàn)狀及未來發(fā)展二、伽利略（GALILI37伽利略系統(tǒng)不同級(jí)別的用戶服務(wù)：1.免費(fèi)公共服務(wù)（PVT）：定位精度（95%）：單頻接收水平方向15m、高度方向35m，雙頻接收水平方向4m、高度方向8m；2.精確完備的導(dǎo)航服務(wù)（AI）：簽約服務(wù)；僅提供雙頻接收，定位精度（95%）水平方向4m，高度方向8m；3.距離修正及授時(shí)服務(wù)（RT）：即差分服務(wù)，簽約服務(wù)；單頻或雙頻用戶的定位精度優(yōu)于1m，三頻用戶定位精度優(yōu)于10cm。4.高度完備性服務(wù)（HI）：針對對生命安全要求非常高的用戶市場提供最高精度、最高系統(tǒng)連續(xù)可用性、高度抗干擾能力的服務(wù)，該服務(wù)僅針對具有特殊授權(quán)的高級(jí)簽約用戶開放?！拘l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部分】【完】伽利略系統(tǒng)不同級(jí)別的用戶服務(wù)：【衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部分】38太空電波折射電離層對流層GPS信號(hào)傳播誤差之：電離層及對流層折射誤差太空電波折射電離層對流層GPS信號(hào)傳播誤差之：電離層及對39無反射信號(hào)多徑反射信號(hào)GPS信號(hào)傳播誤差之：多徑效應(yīng)誤差看完返回?zé)o反射信號(hào)多徑反射信號(hào)GPS信號(hào)傳播誤差之：多徑效應(yīng)誤差看完40衛(wèi)星導(dǎo)航電子課件第二部分衛(wèi)星導(dǎo)航電子課件第二部分41四、GPS接收機(jī)按用途分：導(dǎo)航型（又稱導(dǎo)航儀）、測地型和授時(shí)型按接收機(jī)工作原理分：碼相關(guān)型（CorrelationChannel）、平方型（SquaringChannel）、混合型（HybridChannel）、碼相位型（CodePhaseChannel）、干涉型（InterferometryChannel）按信號(hào)通道分：多通道（Multi-Channel）、序貫通道（SequencingChannel）、多路復(fù)用（MultiplexingChannel）按接收衛(wèi)星信號(hào)的頻率分：單頻（L1載波）和雙頻（L1+L2載波）（一）GPS接收機(jī)分類四、GPS接收機(jī)按用途分：（一）GPS接收機(jī)分類42（二）CA碼、單頻（碼相關(guān)型）GPS接收機(jī)工作原理前置放大器電源變頻器及中放信號(hào)解擴(kuò)解調(diào)本機(jī)偽碼發(fā)生器衛(wèi)星電文多普勒頻移測量顯示器和鍵盤信號(hào)通道顯示模塊導(dǎo)航計(jì)算偽碼測量微處理器（二）CA碼、單頻（碼相關(guān)型）GPS接收機(jī)工作原理前置放大43第三節(jié)GPS定位誤差及美國GPS政策一、GPS誤差種類

偽測距誤差、幾何誤差、美國GPS政策帶來的誤差、速度誤差和海圖標(biāo)繪誤差。

通常將GPS定位的誤差等效為測距離誤差，稱之為用戶等效測距誤差。第三節(jié)GPS定位誤差及美國GPS政策一、GPS誤差種類44二.偽測距誤差：星歷表誤差(2.7m)、衛(wèi)星鐘剩余誤差(3.1m)群延遲誤差電離層折射誤差(0.4m-P,6.4m-CA)對流層折射誤差、(0.4m)多徑效應(yīng)(1.2m-P,3.1m-CA)1.衛(wèi)星誤差：2.信號(hào)傳播誤差：3.衛(wèi)星導(dǎo)航儀誤差：導(dǎo)航儀通道間誤差(0.15m-P,0.6m-CA)導(dǎo)航儀噪聲和量化誤差(0.24m-P,2.44m-CA)綜合以上誤差預(yù)算數(shù)據(jù)，若計(jì)算方法取上述誤差平方和的平方根，則由總的合成誤差引起GPS接收機(jī)等效測距誤差為4.3m(P碼)和8.6m(CA碼)。點(diǎn)擊看圖二.偽測距誤差：星歷表誤差(2.7m)、電離層折射誤差(45三.幾何誤差：GPS定位的幾何誤差反映的是：當(dāng)測距誤差為定值時(shí)，觀測者與衛(wèi)星間的空間幾何圖形不同時(shí)，定位誤差的大小也不同。三.幾何誤差：GPS定位的幾何誤差反映的是：當(dāng)46精度幾何因子（GDOP）：用來描述用戶與衛(wèi)星的幾何關(guān)系對定位誤差影響的大小。GDOP值越小，選用的衛(wèi)星的幾何圖形配置越理想，位置和時(shí)間的偏差值也越小。4顆衛(wèi)星與測者所構(gòu)成的幾何四面體體積與GDOP成反比。精度幾何因子（GDOP）：用來描述用戶與衛(wèi)星的47當(dāng)δ=1時(shí)，則：GDOP:精度幾何因子；PDOP：三維位置精度幾何因子；HDOP：水平方向精度幾何因子；TDOP：時(shí)鐘偏差幾何因子；VDOP：高程精度幾何因子當(dāng)δ=1時(shí)，則：GDOP:精度幾何因子；48一般地，PDOP≤4，位置精度較高；PDOP≥9，位置精度較差。例題：GPS接收機(jī)等效測距誤差(σ)為4.3m(P碼)和8.6m(CA碼)，假設(shè)某GPS接收機(jī)顯示其PDOP=0.8，則位置誤差分別為多少？GPS接收機(jī)最佳的選星原則HDOP值的選擇一般地，PDOP≤4，位置精度較高；PDOP≥9，位置精度49四.速度測量誤差：

GPS速度測量精度受導(dǎo)航儀動(dòng)態(tài)特性影響。五.海圖標(biāo)繪誤差：由于海圖和GPS接收機(jī)坐標(biāo)系選取不同產(chǎn)生的誤差。六.美國GPS政策對不同的GPS用戶提供不同的服務(wù)方式（PPS和SPS）SA：SelectiveAvailability,ε技術(shù)（衛(wèi)星軌道參數(shù)慢變）和δ技術(shù)（衛(wèi)星頻率抖動(dòng)）AS：Anti-spoofing，將P碼與W碼模2和，形成更保密的Y碼。四.速度測量誤差：五.海圖標(biāo)繪誤差：六.美國GPS政策50七.美國GPS現(xiàn)代化GPS現(xiàn)代化步驟:第一步，發(fā)射12顆GPSBLOCKⅡR型衛(wèi)星，增加軍用M碼、在L2頻道上增加CA碼、提高信號(hào)發(fā)射功率；第二步，發(fā)射6顆GPSBLOCKⅡF型衛(wèi)星，除了具有ⅡR型衛(wèi)星的全部功能外，還增加了L5民用頻率；第三步，發(fā)射GPSBLOCKⅢ型衛(wèi)星，即所謂的第三代GPS衛(wèi)星，美國計(jì)劃用20年時(shí)間完成GPSⅢ計(jì)劃，取代目前的GPSⅡ?yàn)槭裁疵绹岢鯣PS現(xiàn)代化規(guī)劃？七.美國GPS現(xiàn)代化GPS現(xiàn)代化步驟:為什么美國要提出GPS51第四節(jié)DGPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分GPS（DifferentialGPS）基本原理DGPS基準(zhǔn)臺(tái)用戶衛(wèi)星第四節(jié)DGPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)差分GPS（Different52鏈接片15鏈接片1553一.DGPS的分類：

1.偽距差分（米級(jí)）2.位置差分（米級(jí)）：3.相位平滑差分（亞米級(jí)）：4.載波相位差分（厘米級(jí)）：5.局域差分：6.廣域和廣域增強(qiáng)差分：一.DGPS的分類：

1.偽距差分（米級(jí)）2.位置差分（米級(jí)54二、中國沿海無線電指向標(biāo)/差分GPS（RBN-DGPS）（一）中國沿海無線電指向標(biāo)/差分GPS基準(zhǔn)臺(tái)的設(shè)置北海海區(qū)：大三山、老鐵山、成山角、秦皇島、北塘、王家麥；東海海區(qū)：大戢山、燕尾港、蒿技港、定海、石塘、天達(dá)山、鎮(zhèn)海角；南海海區(qū)：鹿嶼、三灶、硇洲島、防城、抱虎角、三亞、洋浦二、中國沿海無線電指向標(biāo)/差分GPS（RBN-DGPS）（一55大戢山RBN-DPS：燈塔始建于1869年，1997年建成RBN-DGPS，位于長江口外東偏南海域中，地處長江口與杭州灣的交匯處，隸屬上海海事局航標(biāo)處。大戢山RBN-DPS：燈塔始建于1869年，1997年建成R56（二）無線電指向標(biāo)/差分GPS系統(tǒng)組成

基準(zhǔn)臺(tái)：跟蹤、測量衛(wèi)星的偽距、載波相位和差分校正數(shù)據(jù)，并格式化為標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)格式播發(fā)給用戶。播發(fā)臺(tái)：播發(fā)指向信號(hào)，依規(guī)定的強(qiáng)度和速率播發(fā)DGPS修正信息和指向標(biāo)狀況及基準(zhǔn)臺(tái)狀況信息。完善性監(jiān)控臺(tái)：監(jiān)測GPS的完善性和播發(fā)的差分修正值的正確性，監(jiān)控基準(zhǔn)臺(tái)，計(jì)算并登錄系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。監(jiān)控中心：監(jiān)測、控制各RBN-DGPS站的工作。（二）無線電指向標(biāo)/差分GPS系統(tǒng)組成基準(zhǔn)臺(tái)：跟蹤、測量衛(wèi)57（三）無線電指向標(biāo)/差分GPS技術(shù)指標(biāo)工作頻率：國際電聯(lián)劃分的海上無線電指向標(biāo)頻率（283.5～325.0kHz）范圍。差分全球定位系統(tǒng)識(shí)別碼

：航標(biāo)和燈塔管理機(jī)構(gòu)的國際組織（IALA）分配單站信號(hào)作用距離

：300km差分信息調(diào)制方式和播發(fā)類別：MSK調(diào)制方式，調(diào)相單信道數(shù)據(jù)傳送（G1D）信號(hào)格式和信息類型：RTCMSC-104信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)（三）無線電指向標(biāo)/差分GPS技術(shù)指標(biāo)工作頻率：國際電聯(lián)劃分581.DGPS只能消除和削弱基準(zhǔn)站和用戶GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的公共測距誤差，包括：衛(wèi)星鐘剩余誤差、星歷表誤差、電離層和對流層折射誤差、SA與AS誤差。2.對于非公共誤差：多徑效應(yīng)、導(dǎo)航儀噪聲、量化誤差、通道間偏差，DGPS不能消除和削弱。3.DGPS的差分效果隨著用戶與DGPS基準(zhǔn)站之間的距離增大而逐漸變差。（見表5-3）三.DGPS的定位精度：1.DGPS只能消除和削弱基準(zhǔn)站和用戶GPS衛(wèi)星導(dǎo)59誤差DGPS定點(diǎn)觀測誤差(m)0nmile100nmile500nmile1000nmile2000nmile衛(wèi)星鐘剩余誤差0．000.000．000．000．00星歷表誤差0．000.090．460．9l1．82SA引起的誤差0．000.000．000．000．00電離層折射誤差0．002．194．886．48．23對流層折射誤差0．001．831．831．831．83多徑效應(yīng)0．000．000．000．000．00導(dǎo)航儀噪聲0．910．910．9l0.910．91用戶偽測距誤差(rms)0．912．995．306．778．69水平位置誤差(HDOP=1.5)(2drms)2．749．1415．8520．1126．20表5—3DGPS定位誤差與距離的關(guān)系誤差DGPS定點(diǎn)觀測誤差(m)0nmile10060第五節(jié)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀在船舶導(dǎo)航上的應(yīng)用一、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀主要功能1.顯示定位和導(dǎo)航數(shù)據(jù)(位置更新時(shí)間約ls，導(dǎo)航數(shù)據(jù)更新時(shí)間約3～5s)2.能夠設(shè)置一些參數(shù)3.顯示衛(wèi)星信息4.能存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)航線和航路點(diǎn)5.報(bào)警6.接口功能第五節(jié)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀在船舶導(dǎo)航上的應(yīng)用一、GPS衛(wèi)星導(dǎo)61二、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的初始化日常啟動(dòng)時(shí)只需按下電源鍵，衛(wèi)星導(dǎo)航儀即能自動(dòng)定位第一次啟動(dòng)或某些特殊情況下可以進(jìn)行初始化輸入，加快定位速度二、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的初始化日常啟動(dòng)時(shí)只需按下電源鍵，衛(wèi)星62三、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的顯示方式

1．導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示方式2．用戶顯示方式3．標(biāo)繪顯示方式4．航路顯示方式5．操舵顯示方式三、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀的顯示方式1．導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示方式2．用戶63四、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航路點(diǎn)（WAYPOINTS）/航線(ROUTE)導(dǎo)航

四、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航路點(diǎn)（WAYPOINTS）/航64五、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航跡線(plottrail)標(biāo)繪

標(biāo)繪船舶歷史航跡可以幫助駕駛員了解船舶歷史動(dòng)態(tài)和在航道上運(yùn)動(dòng)的趨勢，并可用于設(shè)計(jì)返航航線。六、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行定點(diǎn)導(dǎo)航拋錨、丟錨、人員落水、特殊事件的位置

五、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀進(jìn)行航跡線(plottrail)標(biāo)65七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警錨更警（ANCALARM）到達(dá)警(ARVALARM)

七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警錨更警（ANCALARM）到66七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警–偏航警（XTE）八、用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀計(jì)算距離與方位（CALCULATE）七、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀報(bào)警–偏航警（XTE）八、用GPS67九、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀定位時(shí)的注意事項(xiàng)（一）定位變慢的問題（二）HDOP值設(shè)定（三）衛(wèi)星狀態(tài)顯示（四）定位模式選擇（五）坐標(biāo)系選用（六）GPS顯示的航向和速度（七）時(shí)差的輸入（八）GPS導(dǎo)航儀實(shí)際誤差估算九、利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀定位時(shí)的注意事項(xiàng)（一）定位變慢的問題68第六節(jié)GPS在航海測量中的應(yīng)用一、GPS用于船舶機(jī)動(dòng)性能測定（一）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船速（二）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶旋回半徑第六節(jié)GPS在航海測量中的應(yīng)用一、GPS用于船舶機(jī)動(dòng)性能測69（三）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶舵角提前量（四）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶航向穩(wěn)定性（三）利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀測量船舶舵角提前量（四）利用GPS701.載體姿態(tài)的確定：航向角θ橫搖角φ縱搖角ψ載體坐標(biāo)系相對于地平坐標(biāo)系之間的空間取向，即為載體姿態(tài)。利用三副GPS天線構(gòu)成兩條獨(dú)立基線，觀測6顆衛(wèi)星形成6個(gè)觀測方程可求解載體姿態(tài)。載體姿態(tài)測量精度與基線測量精度及基線長度成正向關(guān)系。二、GPS用于船舶等載體的姿態(tài)測定1.載體姿態(tài)的確定：航向角θ橫搖角φ縱搖角ψ載712.GPS/DGPS羅經(jīng)：3GPS天線系統(tǒng)，通過測量GPS載波相位的方法解算航向；GPS/DGPS羅經(jīng)穩(wěn)定時(shí)間4分鐘以內(nèi)，隨動(dòng)性能高，靜態(tài)指向精度達(dá)0.6°，耗電少。三.GPS用于其他方面：精密授時(shí)、車輛指揮和調(diào)度、筑路勘測與自動(dòng)施工、氣象預(yù)報(bào)、農(nóng)林業(yè)、漁業(yè)、海洋作業(yè)等廣泛領(lǐng)域的科研與實(shí)際應(yīng)用。2.GPS/DGPS羅經(jīng)：3GPS天線系統(tǒng)，通過測量GPS載72圖5-24北斗雙星定位系統(tǒng)組成框圖第七節(jié)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展概述