GNSS基礎課件02 時空框架

GPS衛(wèi)星定位原理及應用

PrincipleofGPSsatellitepositioninganditsapplication中山大學

夏林元

GPS定位原理—workingprinciples

時空框架

1坐標系統(tǒng)AnnualapparentmotionoftheEarth空間坐標系統(tǒng)中的重要點與面3-Dcoordinatesystem.

Xaxisdirection(meanGWorvernalequinox)andZaxisorientation(mean/conventionalpolarormeancelestialpolar—differentcoord.Sys:conventionalterrestrialsys.Orconventionalinertialsys(CIS).)協(xié)議地球坐標系的兩種坐標歲差及章動歲差及章動瞬時平天球系協(xié)議天球系或協(xié)議慣性系TheIERSdetermined

xpandypcanbeobtained

fromthehomepages

ofIERS.

極移2時間系統(tǒng)成為時間基準的基本要求：運動的連續(xù)性、周期性周期的充分穩(wěn)定性易于觀察性和實現(xiàn)性

3GPS的空間軌道及生成GPS衛(wèi)星信號的組成部分載波（Carrier）L1L2測距碼（RangingCode）C/A碼（目前只被調制在L1上）P(Y)碼（被分別調制在L1和L2上）衛(wèi)星（導航）電文（Message）GPS衛(wèi)星信號的生成GPS衛(wèi)星信號的生成GPS衛(wèi)星信號的生成由衛(wèi)星上的原子鐘直接產(chǎn)生GPS衛(wèi)星的基準頻率f0頻率為10.23MHz衛(wèi)星信號的所有成分均是該基準頻率的倍頻或分頻現(xiàn)代化后增加L5–頻率：115f0=1176.45MHz；波長：25.48cm測距碼作用測距性質為偽隨機噪聲碼（PRN－PseudoRandomNoise）不同的碼（包括未對齊的同一組碼）間的相關系數(shù)為0或1/n（n為碼元數(shù)）對齊的同一組碼間的相關系數(shù)為1PRNModulo2sum:測距碼測距原理距離測定的基本思路信號（測距碼）傳播時間的測定測距碼類型目前C/A碼（Coarse/AcquisitionCode）–粗碼/捕獲碼；碼率：1.023MHz；周期：1ms；1周期含碼元數(shù)：1023；碼元寬度：293.05m；僅被調制在L1上CAcode:lengthN=210–1=1023bitChiplength=t0=1/f=0.97752us(293.05m)T=Nt0=1msP（Y）碼（PreciseCode）–精碼；碼率：10.23MHz；周期：7天；1周期含碼元數(shù)：6187104000000；碼元寬度：29.30m；被調制在L1和L2上現(xiàn)代化后在L2上調制C/A碼在L1和L2增加調制M碼衛(wèi)星（導航）電文作用：向用戶提供衛(wèi)星軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘參數(shù)、衛(wèi)星狀態(tài)信息及其它信息基本結構衛(wèi)星軌道及其表示參數(shù)衛(wèi)星軌道及其表示參數(shù)GPS信號產(chǎn)生GPS信號接收

GPS信號解譯RINEXO2.10OBSERVATIONDATAM(MIXED)RINEXVERSION/TYPEBLANKORG=GPS,R=GLONASS,T=TRANSIT,M=MIXEDCOMMENTXXRINEXOV9.9AIUB24-MAR-0114:43PGM/RUNBY/DATEEXAMPLEOFAMIXEDRINEXFILECOMMENTA9080MARKERNAME9080.1.34MARKERNUMBERBILLSMITHABCINSTITUTEOBSERVER/AGENCYX1234A123XXZZZREC#/TYPE/VERS234YYANT#/TYPE4375274.587466.4589095.APPROXPOSITIONXYZ.9030.0000.0000ANTENNA:DELTAH/E/N11WAVELENGTHFACTL1/2126G14G15G16G17G18G19WAVELENGTHFACTL1/20RCVCLOCKOFFSAPPL4P1L1L2P2#/TYPESOFOBSERV18.000INTERVAL2001324131036.0000000TIMEOFFIRSTOBSENDOFHEADER01324131036.000000003G12G9G6-.12345678923629347.915.3008-.35323629364648-.1209-.35820891541.29220607600.189-.4309.39420607605.84801324131050.000000044122G9G12WAVELENGTHFACTL1/2***WAVELENGTHFACTORCHANGEDFOR2SATELLITES***COMMENTNOW8SATELLITESHAVEWLFACT1AND2!COMMENTCOMMENT01324131054.000000005G12G9G6R21R22-.12345678923619095.450-53875.6328-41981.37523619112.0082