GPS技术发展状况和应用
摘 要:随着科技的进步,测绘科学无论在理论上,还是在生产实践中,都发生了巨大的变化GPS导航定位系统以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等显著特点,已被广泛应用于测量领域的各个方面,本文主要介绍了GPS定位系统的发展现状和应用前景。
关键字:GPS全球定位系统 发展情况 应用前景
GPS全球定位系统是美国国防部在1973年12月批准它的陆海空三军联合研制的新卫星导航系统:NAVSTAR/GPS。它是英文'NavigationSatelliteTimingandRanging/ Global Positioning System“的缩写词。其意为'卫星测时测距导航/全球定位系统“,简称GPS系统。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
1 GPS系统的组成
GPS全球定位系统包括三大部分:空间部分”GPS卫星星座、地面控制部分”地面监控系统和用户设备部分”GPS信号接收机三部分组成。
1.1 空间部分
由卫星群构成,而且构成卫星群的卫星都是主动式工作的。GPS空间卫星群由24颗高约20 万km的卫星组成,它们均匀地分布在6个椭圆轨道上。轨道各平面之间的交角60度,轨道和地球赤道的倾角为55度,卫星的轨道运行周期为11小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上都可以接受4到11颗GPS卫星发送出的信号。
1.2 控制部分
GPS的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。其主要任务是轨道预报(即监测和控制卫星系统);通过对GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等,确定系统时间、预报卫星星历、发布最新卫星导航电文。
1.3 用户部分
GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。不同类型的GPS接收机,由带前置放大器的天线、信号识别和处理的射频仓、微处理器、精密振荡器、电源、显示屏、内存和数据存储器组成。
2 GPS的工作原理
GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置架设GPS接收机,在某一时刻同时接收了3颗以上的GPS卫星所发出的导航电文,根据卫星发射天线和接收机天线间信号传播时间,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星...
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