GPS全球定位系統(tǒng)【PPT】(頁)

全球定位系統(tǒng)GlobalPositionSystem概述

GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的縮寫,意為利用衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距,以構(gòu)成全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。是美國國防部主要為滿足軍事部門對(duì)海上、陸地和空中設(shè)施進(jìn)行高精度導(dǎo)航和定位的需要而建立的。自1973年美國軍方批準(zhǔn)成立聯(lián)合計(jì)劃局開始GPS的研究工作到1993年系統(tǒng)建成,該工程歷時(shí)20年，耗資300億美元，成為繼阿波羅登月計(jì)劃和航天飛機(jī)計(jì)劃之后的第三項(xiàng)龐大空間計(jì)劃。它從根本上解決了人類在地球上的導(dǎo)航和定位問題，在軍事和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。給導(dǎo)航和定位技術(shù)帶來了巨大的變化。 GPS系統(tǒng)由三部分構(gòu)成，分別為空間星座部分、地面監(jiān)控部分、用戶設(shè)備部分?？臻g星座和地面監(jiān)控部分由美國國防部控制，用戶使用GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行高精度的精密定位以及高精度的時(shí)間傳遞。目前，二十多顆GPS衛(wèi)星已覆蓋了全球，每顆衛(wèi)星均在不間斷地向地球播發(fā)調(diào)制在兩個(gè)頻段上的衛(wèi)星信號(hào)。在地球上任何一點(diǎn)，均可連續(xù)地同步觀測(cè)至少4顆GPS衛(wèi)星，從而保障了全球、全天候的連續(xù)地三維定位，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此，全球定位系統(tǒng)已成為美國導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)代化的最重要標(biāo)志，并且被視為本世紀(jì)美國繼阿波羅登月計(jì)劃和航天飛機(jī)計(jì)劃之后的又一重大科技成就。GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)1、全球，全天候工作：能為用戶提供連續(xù)，實(shí)時(shí)的三維位置，三維速度和精密時(shí)間。不受天氣的影響。

2、定位精度高：單機(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。

3、功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，GPS不僅在測(cè)量，導(dǎo)航，測(cè)速，測(cè)時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大GPS發(fā)展歷程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)

●羅蘭--C

●Omega（奧米茄）

●多卜勒系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)

●NNSS子午儀系統(tǒng) ●GPS ●GLONASS系統(tǒng) ●雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)） ●GNSS加俐略系統(tǒng)GPS發(fā)展歷程 GPS實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段：

第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段。從1973年到1979年，共發(fā)射了4顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。

第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段。從1979年到1984年，又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗(yàn)衛(wèi)星，研制了各種用途接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明，GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段。1989年2月4日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功，表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段。1993年底實(shí)用的GPS網(wǎng)即（21+3）GPS星座已經(jīng)建成，之后根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星。

GPS發(fā)展歷程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)

●羅蘭--C

●Omega（奧米茄）

●多卜勒系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)

●NNSS子午儀系統(tǒng) ●GPS ●GLONASS系統(tǒng) ●雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)） ●GNSS加俐略系統(tǒng)GLONASS系統(tǒng)

GLONASS是GLObalNAvigationSatelliteSystem(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的字頭縮寫，是前蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)的與美國GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶設(shè)備三部分組成?，F(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。

GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成，均勻分布在3個(gè)近圓形的軌道平面上，每個(gè)軌道面8顆衛(wèi)星，軌道高度19100公里，運(yùn)行周期11小時(shí)15分，軌道傾角64.8°。

與美國的GPS系統(tǒng)不同的是GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式，根據(jù)載波頻率來區(qū)分不同衛(wèi)星（GPS是碼分多址（CDMA），根據(jù)調(diào)制碼來區(qū)分衛(wèi)星）。每顆GLONASS衛(wèi)星發(fā)播的兩種載波的頻率分別為L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz)，其中k=1～24為每顆衛(wèi)星的頻率編號(hào)。所有GPS衛(wèi)星的載波的頻率是相同，均為L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。

GLONASS衛(wèi)星的載波上也調(diào)制了兩種偽隨機(jī)噪聲碼：S碼和P碼。

GLONASS系統(tǒng)從理論上有24顆衛(wèi)星，但由于衛(wèi)星使用壽命和資金緊張等問題，實(shí)際上目前只有8顆。

GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度水平方向?yàn)?6m，垂直方向?yàn)?5m。

GPS發(fā)展歷程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)

●羅蘭--C

●Omega（奧米茄）

●多卜勒系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)

●NNSS子午儀系統(tǒng) ●GPS ●GLONASS系統(tǒng) ●雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)） ●GNSS加俐略系統(tǒng)加俐略系統(tǒng)系統(tǒng)組成：①衛(wèi)星星座：由3個(gè)獨(dú)立的圓形軌道，30顆GNSS衛(wèi)星組成（27顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星）。衛(wèi)星的軌道傾角i=56°；衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期T=14h23m14S恒星時(shí)；軌道高度H=23616km。②地面系統(tǒng)：在歐洲建立2個(gè)控制中心；在全球構(gòu)建監(jiān)控網(wǎng)。③定位原理：與GPS相同。④定位精度：導(dǎo)航定位精度比目前任何系統(tǒng)都高。計(jì)劃實(shí)施：①1994年開始進(jìn)入方案論證階段；②2003年開始發(fā)射兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星進(jìn)入試驗(yàn)階段；③2008年整個(gè)伽利略（GNSS）系統(tǒng)建成并投入使用；GPS系統(tǒng)的組成 GPS由三個(gè)獨(dú)立的部分組成：

●空間部分：21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星。

●地面控制系統(tǒng)：1個(gè)主控站，3個(gè)注入站，5個(gè)監(jiān)測(cè)站。

●用戶設(shè)備部分：接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，完成導(dǎo)航和定位工作。GPS接收機(jī)硬件一般由主機(jī)、天線和電源組成?？臻g部分 GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成的。其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動(dòng)的備用衛(wèi)星。24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)傾角為55°的軌道上繞地球運(yùn)行。衛(wèi)星的運(yùn)行周期約為12恒星時(shí)，每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號(hào)，GPS用戶正是利用這些信號(hào)來進(jìn)行工作的。

目前可用的衛(wèi)星通常有28顆之多。衛(wèi)星信號(hào)L1-Frequenz(1575.42MHz)=19.05cm C/A-Code P-Code 衛(wèi)星星歷L2-Frequenz(1227.60MHz)=24.45cm P-Code 衛(wèi)星星歷地面控制系統(tǒng)GPS的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成。分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站位于美國克羅拉多Colorado的法爾孔Falcon空軍基地。它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站根據(jù)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去。同時(shí)它還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)度備用衛(wèi)星替代失效的工作衛(wèi)星工作。主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)。除了主控站外其它四個(gè)分別位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群島(Ascencion)、迭哥伽西亞(DiegoGarcia)、卡瓦加蘭(Kwajalein)。監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)、監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài)。注入站有三個(gè)。分別位于阿松森群島、迭哥伽西亞、卡瓦加蘭。注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。用戶部分GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)等組成。作用是接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，利用這些信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等工作。GPS定位原理偽距測(cè)量原理偽距：衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得到的量測(cè)距離。D=c·△t△t=t2-t1單點(diǎn)定位 首先我們可以得到GPS衛(wèi)星的位置；其次，我們又能準(zhǔn)確測(cè)定我們所在地點(diǎn)A至衛(wèi)星之間的距離，那么A點(diǎn)一定是位于以衛(wèi)星為中心、所測(cè)得距離為半徑的圓球上。進(jìn)一步，我們又測(cè)得點(diǎn)A至另一衛(wèi)星的距離，則A點(diǎn)一定處在前后兩個(gè)圓球相交的圓環(huán)上。我們還可測(cè)得與第三個(gè)衛(wèi)星的距離，就可以確定A點(diǎn)只能是在三個(gè)圓球相交的兩個(gè)點(diǎn)上。根據(jù)一些地理知識(shí)，可以很容易排除其中一個(gè)不合理的位置。 GPS系統(tǒng)在每顆衛(wèi)星上裝置有十分精密的原子鐘，并由監(jiān)測(cè)站經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)。衛(wèi)星發(fā)送導(dǎo)航信息，同時(shí)也發(fā)送精確時(shí)間信息。GPS接收機(jī)接收此信息，使之與自身的時(shí)鐘同步，就可獲得準(zhǔn)確的時(shí)間。GPS接收機(jī)中的時(shí)鐘，不可能象在衛(wèi)星上那樣，設(shè)置昂貴的原子鐘，所以就利用測(cè)定第四顆衛(wèi)星，在計(jì)算過程中校準(zhǔn)GPS接收機(jī)的時(shí)鐘。單點(diǎn)定位精度±15～30米測(cè)量型GPS定位原理載波相位精密測(cè)距差分技術(shù)相對(duì)定位差分GPS定位技術(shù)差分技術(shù)很早就被人們所應(yīng)用。它實(shí)際上是在一個(gè)測(cè)站對(duì)兩個(gè)目標(biāo)的觀測(cè)量、兩個(gè)測(cè)站對(duì)一個(gè)目標(biāo)的觀測(cè)量或一個(gè)測(cè)站對(duì)一個(gè)目標(biāo)的兩次觀測(cè)量之間進(jìn)行求差。其目的在于消除公共項(xiàng)，包括公共誤差和公共參數(shù)。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展和完善，應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步開拓，人們?cè)絹碓街匾暲貌罘諫PS技術(shù)來改善定位性能。它使用一臺(tái)GPS基準(zhǔn)接收機(jī)和一臺(tái)用戶接收機(jī)，利用實(shí)時(shí)或事后處理技術(shù)，就可以使用戶測(cè)量時(shí)消去公共的誤差源——電離層和對(duì)流層效應(yīng)，并能將衛(wèi)星鐘誤差和星歷誤差消除，因此，現(xiàn)在發(fā)展差分GPS技術(shù)就顯得越來越重要。差分GPS定位技術(shù)在GPS定位過程中，存在三部分誤差。一部分是對(duì)每一個(gè)用戶接收機(jī)所共有的，例如：衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流層誤差等；第二部分為不能由用戶測(cè)量或由校正模型來計(jì)算的傳播延遲誤差；第三部分為各用戶接收機(jī)所固有的誤差，例如內(nèi)部噪聲、通道延遲、多徑效應(yīng)等。利用差分技術(shù)第一部分誤差可完全消除，第二部分誤差大部分可以消除。第三部分誤差則無法消除，只能靠提高GPS接收機(jī)本身的技術(shù)指標(biāo)載波相位和差分定位技術(shù)的應(yīng)用使測(cè)量定位精度可以達(dá)到毫米級(jí)精度GPS接收機(jī)分類導(dǎo)航型測(cè)量型授時(shí)型單頻L1雙頻L1L2測(cè)量型接收機(jī)靜態(tài)接收機(jī)RTD實(shí)時(shí)差分 RealTimeDifferenceDGPS信標(biāo)機(jī)RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) RealTimeKinematicRTG主要特點(diǎn)觀測(cè)站之間無需通視

定位精度高

提供三維坐標(biāo)

操作簡便

全天候作業(yè)

測(cè)量時(shí)間短

GPS測(cè)量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng)世界大地坐標(biāo)系WGS-84UTM坐標(biāo)系統(tǒng)1954年北京坐標(biāo)系1980年西安大地坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系是目前GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)和歷書參數(shù)等都是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的全稱是WorldGeodicalSystem-84(世界大地坐標(biāo)系-84),它是一個(gè)地心地固坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)由美國國防部制圖局建立，于1987年取代了當(dāng)時(shí)GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)WGS-72坐標(biāo)系統(tǒng)而成為現(xiàn)在GPS所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極方向，X軸指向BIH1984.0的啟始子午面和赤道的交點(diǎn)，Y軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系。UTM坐標(biāo)系統(tǒng) 通用橫墨卡脫投影1954年北京坐標(biāo)系 我國目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系源自于原蘇聯(lián)采用過的1942年普爾科夫坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球。1980年西安大地坐標(biāo)系 1978年我國決定重新對(duì)全國天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)。整體平差在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)就是1980年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。1980年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個(gè)幾何和物理參數(shù)采用了IAG1975年的推薦值GPS高程系統(tǒng)大地高系統(tǒng)正常高系統(tǒng)大地高系統(tǒng)大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高。大地高一般用符號(hào)H表示。大地高是一個(gè)純幾何量，不具有物理意義，同一個(gè)點(diǎn)在不同的基準(zhǔn)下具有不同的大地高。正常高系統(tǒng) 正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)方法 (x,y,H)>>(BLh)>>(XYZ) | (x,y,H)<<(BLh)<<(XYZ)四參數(shù)方法 (x,y,H)>>(x,y,H)影響GPS測(cè)量的誤差因素大氣層的影響多路徑效應(yīng)衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差地球自轉(zhuǎn)相對(duì)論效應(yīng)已知點(diǎn)坐標(biāo)偏差天線相位中心多路徑效應(yīng) 在GPS測(cè)量中，如果測(cè)站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào)（反射波）進(jìn)入接收機(jī)天線，這就將和直接來自衛(wèi)星的信號(hào)（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使測(cè)量值偏離真值產(chǎn)生所謂的"多路徑誤差"。這種由于多路徑的信號(hào)傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)被稱作多路徑效應(yīng)。靜態(tài)測(cè)量建立國家大地控制網(wǎng)（二等或二等以下）；建立精密工程控制網(wǎng)，如橋梁測(cè)量、隧道測(cè)量等；建立各種加密控制網(wǎng)，如城市測(cè)量、圖根點(diǎn)測(cè)量、道路測(cè)量、勘界測(cè)量等；各種類型的變形監(jiān)測(cè)等。靜態(tài)測(cè)量的步驟搜集資料實(shí)地踏勘檢驗(yàn)儀器方案設(shè)計(jì)外業(yè)觀測(cè)內(nèi)業(yè)處理技術(shù)總結(jié)成果上交控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)圖形設(shè)計(jì)的原則GPS網(wǎng)應(yīng)盡量采用獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合線路，這樣來增加檢核條件以提高網(wǎng)的可靠性。觀測(cè)站點(diǎn)網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與原有的地面控制網(wǎng)點(diǎn)相重合，重合點(diǎn)一般不應(yīng)少于3個(gè)（不足時(shí)應(yīng)聯(lián)測(cè)），且在網(wǎng)中應(yīng)分布均勻，以利于可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。同時(shí)亦應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點(diǎn)相重合，而非重合點(diǎn)應(yīng)根據(jù)要求以水準(zhǔn)測(cè)量方法（或相當(dāng)精度的方法）進(jìn)行聯(lián)測(cè)，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)，以提高高程測(cè)量的精度。觀測(cè)站點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方以利于觀測(cè)及水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，同時(shí)為了便于與經(jīng)典方法聯(lián)測(cè)或擴(kuò)展，必須考慮在GPS網(wǎng)點(diǎn)附近布設(shè)一些通視良好的方位點(diǎn)，以建立聯(lián)測(cè)方向。方位點(diǎn)與觀測(cè)站的距離，一般應(yīng)大于300m后差分測(cè)量 后差分GPS使用的設(shè)備比較簡單，它與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS最大的區(qū)別在于不需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)鏈。在硬件上，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站都只需要使用一臺(tái)能夠輸出原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，并能記錄、存儲(chǔ)的GPS接收機(jī)，一般還要求移動(dòng)站能夠記錄測(cè)點(diǎn)及路線信息。在軟件上，需要使用數(shù)據(jù)傳輸軟件，以將野外采集成果傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，另外還需要使用后差分?jǐn)?shù)據(jù)處理軟件以及具有計(jì)算面積、距離等功能的軟件。后差分測(cè)量在測(cè)前階段，與靜態(tài)測(cè)量不同的是，不需要進(jìn)行選點(diǎn)埋石，但需要進(jìn)行基站位置的選擇，后差分GPS對(duì)基站位置的要求較高，通常基于下列理由要求基站架設(shè)在天空開闊、周圍障礙少、多路徑影響不嚴(yán)重的位置：在動(dòng)態(tài)后差分測(cè)量中，要求每個(gè)時(shí)刻流動(dòng)站和基準(zhǔn)站至少要同時(shí)觀測(cè)到四顆相同的衛(wèi)星，而移動(dòng)站處于流動(dòng)之中，觀測(cè)衛(wèi)星隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化，因此，要求基站的上空必須空闊，最好能觀測(cè)到所有在視衛(wèi)星。偽距觀測(cè)值比載波相位觀測(cè)值更易受到多路徑的影響，嚴(yán)重時(shí)對(duì)定位精度影響可達(dá)數(shù)十米。因此，基站應(yīng)避免架設(shè)在光滑的水平、平坦的地面、高大的建筑物附近。同樣，移動(dòng)站的多路徑效應(yīng)對(duì)差分定位結(jié)果也有非常大的影響。如使用載波相位進(jìn)行平滑差分，應(yīng)要求基站和流動(dòng)站的載波相位盡量保持連續(xù)跟蹤，盡量避免在樹木、覘標(biāo)等下方進(jìn)行觀測(cè)。野外觀測(cè)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)路線的后處理。通過動(dòng)態(tài)路線后處理可評(píng)價(jià)這條路線是否合格，必要時(shí)，可能要重新返測(cè)。注意事項(xiàng)儀器高點(diǎn)名基準(zhǔn)站架設(shè)謝謝!第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動(dòng)慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動(dòng)慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論