gps卫星导航功能(看GPS导航的原理)
gps卫星导航功能(看GPS导航的原理)罗兰C罗兰A1942德国V-2火箭惯性导航19世纪奠定了无线电导航的基础无线电导航 :
GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System的缩写 意为利用卫星导航进行测时和测距 以构成全球卫星定位系统。是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。自1973年美国军方批准成立联合计划局开始GPS的研究工作到1993年系统建成 该工程历时20年,耗资300亿美元,成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题,在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。给导航和定位技术带来了巨大的变化。
司南(指南针)
15世纪郑和下西洋
17世纪欧洲各国天文导航
1942德国V-2火箭惯性导航
19世纪奠定了无线电导航的基础
无线电导航 :
罗兰A
罗兰C
奥米伽
测向仪
原理: 测向、测距、测量距离之差
卫星导航定位系统 :
1、受外界条件的限制较小;
2、导航定位精度高
(如子午仪系统为40~500m,GPS系统为5~100m),定位速度快(如GPS系统.北斗系统可近乎实时定位);
3、可靠性高,经济效益好。
卫星导航定位系统的建立,最初完全是出于军事目的。例如,1964年投入使用的子午仪系统,就是为北极星导弹潜艇在远海中导航定位而研制的。随着冷战时代的结束,以及卫星导航定位系统的发展和完善,卫星导航定位中的国际合作活动日益增多,卫星导航定位中的商业化趋势势越来越明显,从而形成今后卫星导航定位技术的发展特点。
GPS发展历程:
GPS实施计划共分三个阶段:
第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即(21 3)GPS星座已经建成,之后根据计划更换失效的卫星。
GPS卫星导航系统 :
1973至1993
由三部分组成,空间、地面监控、用户 ;
空间:21 3颗卫星,20000km高、6个轨道面、轨道倾角55度、周期12h、4颗卫星/轨道(120度/卫星间),载波频率f1=1575.42MHz和f2=1227.60MHz,采用三种为随机噪声码(PRN) ;
调制方式(P、C/A、Y);码分多址;
GLONASS卫星导航系统 :
1982至1993;
也由三部分组成,空间、地面监控、用户
空间:24 1颗卫星,19130km高、3个轨道面、轨道倾角64.8度、周期11h15min(8天17圈回归)、6颗卫星/轨道(60度/卫星间);
载波频率f1=1.246-1.257MHz和f2=1.602-1.616MHz;
调制方式:频分多址。
北斗导航系统 :
1994至2000;
也由三部分组成,空间、地面监控、用户
空间:2 1颗卫星,同步轨道;
轨道:东经80、140、110.5度;
上行:L频段(1610 -- 1626.5MHz)
下行:S频段(2483.5 -- 2500MHz)
欧洲伽利略导航卫星系统 :
2002至今;
也由三部分组成,空间、地面监控、用户;
空间:30颗卫星,24000km高、3个轨道面、轨道倾角55度、周期52810.10s;
频率:L频段
GPS系统的特点:
1、全球,全天候工作:能为用户提供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。不受天气的影响。
2、定位精度高:单机定位精度优于10米,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
3、定位时间短、操作便捷、可以实现实时定位。
4、抗干扰能力强。
5、功能多,应用广:随着人们对GPS认识的加深,GPS不仅在测量,导航,测速,测时等方面得到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大 。
6、能为高动态平台提供服务。
7、可独立使用;
8、卫星轨道高、周期长。
GPS系统的组成:
GPS由三个独立的部分组成:
●空间部分:21颗工作卫星,3颗备用卫星。
● 地面控制系统:1个主控站,3个注入站,5个监测站。
● 用户设备部分:接收GPS卫星发射信号,以获得必要的导航和定位信息,经数据处理,完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。
GPS的空间部分是由24 颗GPS 工作卫星所组成的。其中21 颗为可用于导航的卫星,3 颗为活动的备用卫星。24 颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行,平均轨道高度20200km。卫星的运行周期约为12 恒星时,每颗GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号,GPS 用户正是利用这些信号来进行工作的。卫星统一编号。
目前可用的卫星通常有28颗之多。
GPS卫星:
接收、储存导航信息和控制指令;
数据处理;
提供时间基准(铯钟和铷钟);
发送定位信息;
调整卫星姿态、启用备用卫星
GPS接收器: