哈工大測量學(xué)授課課件第12章全球定位

哈工大測量學(xué)授課課件第12章全球定位CATALOGUE目錄全球定位系統(tǒng)概述GPS定位技術(shù)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用全球定位系統(tǒng)的未來發(fā)展CHAPTER全球定位系統(tǒng)概述01全球定位系統(tǒng)（GPS）是一種以人造地球衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無線電導(dǎo)航的定位系統(tǒng)，在全球任何地方和任何天氣條件下，提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息。全球定位系統(tǒng)的定義由24顆衛(wèi)星組成，其中21顆為工作衛(wèi)星，3顆為備用衛(wèi)星?？臻g部分地面控制部分用戶部分由一個主控站、一個數(shù)據(jù)注入站和五個監(jiān)測站組成。由GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件組成。030201全球定位系統(tǒng)的組成GPS衛(wèi)星不斷發(fā)射無線電信號，包含衛(wèi)星的位置、時間等信息。衛(wèi)星發(fā)射信號地面接收機(jī)接收到信號后，通過測量信號的傳播時間，可以計算出接收機(jī)和衛(wèi)星之間的距離。接收機(jī)接收信號通過接收多顆衛(wèi)星的信號，解算出接收機(jī)的三維位置、三維速度和時間等信息。解算位置全球定位系統(tǒng)的工作原理CHAPTERGPS定位技術(shù)02衛(wèi)星軌道與位置01GPS通過地球軌道上的24顆衛(wèi)星進(jìn)行定位，每顆衛(wèi)星都攜帶了精確的原子鐘，以提供時間基準(zhǔn)。信號接收與處理02地面用戶通過接收來自至少4顆衛(wèi)星的信號，利用電磁波傳播速度和時間的關(guān)系，計算出接收機(jī)至衛(wèi)星的距離，再結(jié)合衛(wèi)星軌道信息，確定接收機(jī)的三維位置和時間。坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換03計算出的位置信息通常是在WGS-84坐標(biāo)系下，需要轉(zhuǎn)換成用戶所需的地理坐標(biāo)系（如經(jīng)緯度）。GPS定位的基本原理大氣誤差多路徑效應(yīng)衛(wèi)星時鐘誤差衛(wèi)星軌道誤差GPS定位的誤差來源01020304信號在傳輸過程中受到電離層和對流層的影響，導(dǎo)致傳播時間誤差。信號在反射、折射等情況下傳播路徑發(fā)生變化，導(dǎo)致定位誤差。衛(wèi)星上攜帶的原子鐘存在誤差，影響信號發(fā)射時間。衛(wèi)星軌道參數(shù)的不精確導(dǎo)致定位誤差。

GPS定位的精度和可靠性精度單點定位精度一般在10米左右，差分定位精度可提高到厘米級?？煽啃栽跓o遮擋環(huán)境下，GPS定位通常具有較高的可靠性。實時性隨著技術(shù)的發(fā)展，GPS定位的實時性得到了顯著提高。CHAPTER全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用03全球定位系統(tǒng)（GPS）為駕駛員提供準(zhǔn)確的路線導(dǎo)航，避免迷路和延誤。車輛導(dǎo)航公共交通系統(tǒng)利用GPS數(shù)據(jù)優(yōu)化車輛調(diào)度，提高運輸效率和準(zhǔn)點率。公共交通調(diào)度在緊急情況下，GPS可以幫助救援隊伍快速定位事發(fā)地點，提高響應(yīng)速度。緊急救援導(dǎo)航與交通地理信息系統(tǒng)（GIS）通過GPS與GIS的結(jié)合，可以實時獲取地理位置信息，為資源管理、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域提供決策依據(jù)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，GPS可以幫助農(nóng)民精確施肥、灌溉和播種，提高產(chǎn)量和減少資源浪費。地形測繪GPS可以精確測量地形、地貌，為地質(zhì)調(diào)查、土地規(guī)劃和城市設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。測量與地理信息環(huán)境監(jiān)測通過GPS的遙感技術(shù)，可以監(jiān)測森林覆蓋、土地利用變化、污染物擴(kuò)散等情況，為環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。氣象觀測GPS可以用于觀測大氣中的水汽、風(fēng)速、溫度等氣象參數(shù)，為天氣預(yù)報和氣候變化研究提供數(shù)據(jù)。野生動物跟蹤GPS還可以用于野生動物研究，跟蹤動物遷徙軌跡，了解生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)變化。氣象與環(huán)境監(jiān)測CHAPTER全球定位系統(tǒng)的未來發(fā)展04123GPS現(xiàn)代化計劃旨在提高全球定位系統(tǒng)的性能、可靠性和安全性，使其更好地服務(wù)于各種應(yīng)用領(lǐng)域?，F(xiàn)代化計劃概述包括衛(wèi)星硬件升級、信號結(jié)構(gòu)改進(jìn)、地面控制系統(tǒng)升級等，以提高定位精度、抗干擾能力和服務(wù)范圍?，F(xiàn)代化更新的內(nèi)容現(xiàn)代化計劃將為用戶提供更快速、更準(zhǔn)確的定位服務(wù)，同時增加一些新功能，如實時動態(tài)差分校正和更高頻率的信號。對用戶的影響GPS現(xiàn)代化計劃03應(yīng)用領(lǐng)域增強型定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于智能交通、無人機(jī)、機(jī)器人等領(lǐng)域，以提高導(dǎo)航精度和安全性。01增強型定位系統(tǒng)概述增強型定位系統(tǒng)是指通過集成多種傳感器和數(shù)據(jù)源來提高定位精度和可靠性的技術(shù)。02主要技術(shù)手段包括集成慣性導(dǎo)航、輪速傳感器、圖像識別等技術(shù)，以及利用通信網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施輔助定位。增強型定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)與其他導(dǎo)航系統(tǒng)（如GLONASS、Galileo、BDS等）融合可以提供更全面、更可靠的導(dǎo)航服務(wù)。融合的必要性通過多系統(tǒng)接收機(jī)硬件和軟件算法實現(xiàn)多系統(tǒng)融合，可以充分利用各系統(tǒng)的優(yōu)勢，提高定位精度和服