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现代检测技术 基于GPS的测试技术 精勤求学 敦笃励志 果毅力行 忠恕任事 主要内容 GPS卫星定位导航系统 GPS全球卫星定位导航系统(Global Positioning System-GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 GPS卫星定位导航系统 GPS系统的特点: 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。 　 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。 功能多、应用广：大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等。 　 GPS卫星定位导航系统 GPS系统的组成：空间星座部分、 地面支撑系统、用户设备部分 空间星座部分： 21颗工作卫星，3颗备用卫星。 24颗卫星均匀分布在6个轨道面内。 卫星轨道倾角为55°，各轨道平面相差60°。 轨道平面高度为20200km，卫星运行周期11小时58分。 地面观测者见的卫星颗数最少为4颗，最多可达11颗。 GPS卫星定位导航系统 空间星座部分： GPS卫星的核心部件是高精度的时钟、导航电文存储器、双频发射和接收以及微处理机。 每颗GPS工作卫星一般安设2台铷原子钟和2台铯原子钟，未来采用更稳定的氢原子钟（频率稳定度优于10-14s）。 卫星钟由地面站检验，其钟差、钟速连同其他信息由地面站注入卫星后，再转化给用户设备。 GPS卫星定位导航系统 空间星座部分： 向广大用户连续发送定位信息； 接收和存储由地面监控站发来的卫星导航电文等信息，并适时地发送给广大用户； 接收并执行由地面监控站发来的控制指令，适时地改正运行偏差或启用备用卫星等； 通过星载的高精度铷钟和铯钟，提供精密的时间标准。 GPS卫星定位导航系统 地面支撑系统： 主控站：根据跟踪观测数据计算各卫星的轨道参数、钟差参数以及大气修正参数等，编制成导航电文并传送至各注入站；调整偏离轨道的卫星；启用备用卫星；管理协调各地面监控系统的工作。 注入站：将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器；向主控站发射信号报告自己的工作状态。 监测站：数据自动采集中心，用GPS接收机对可见卫星进行连续观测，为主控站提供卫星的观测数据。 GPS卫星定位导航系统 用户设备部分： 接收GPS卫星发射信号，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。 包括GPS接收机及天线、微处理器、终端设备和电源等。 天线单元能够接收来自任何方向的GPS信号，将极微弱的GPS信号电流予以放大。 微处理机能选择合适的卫星进行测量，以获得最佳的几何图形；能根据观测值及卫星星历求得所需的定位信息。 其它卫星定位导航系统 伴随着众多卫星定位导航系统的兴起，全球卫星定位导航系统有一个全新的称呼：GNSS（GLObal NAvigation Satellite System）。 GLONASS系统： 前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，由卫星星座、地面监测控制站和用户设备组成。现在由俄罗斯空间局管理。 GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成，均匀分布在3个近圆形的轨道平面上，每个轨道面8颗卫星，轨道高度19100公里，运行周期11小时15分，轨道倾角64.8°。 GLONASS系统采用军民合用、不加密的开放政策。目前在轨工作卫星约为18颗。  其它卫星定位导航系统 Galileo卫星定位导航系统： Galileo系统是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度，高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理。 能够和GPS、GLONASS系统实现多系统内的相互合作，用户可以用一个多系统接收机来实现定位导航。 中国在2004年10月正式加入“Galileo计划”。 Galileo系统由30颗（27颗工作卫星+3颗在轨备用卫星）卫星组成，均匀分布在3个轨道上，整个系统拟在2010年之前投入正式运行。 其它卫星定位导航系统 北斗卫星定位导航系统： 中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统。 北斗一代包括2颗地球同步卫星、2颗备用星、地面中心站和用户终端。 其它卫星定位导航系统 北斗系统三大功能：快速定位：北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务，定位精度20~100m；短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40~60个汉字的短报文信息；精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提