GPS卫星导航系统

什么是卫星导航系统？目前世界上开发的全球定位系统

卫星导航系统: 它由三部分组成: 导航卫星，地面站和用户设备. 导航卫星用于发送定位信号. 地面站跟踪并控制卫星，并注入导航信息. 导航位于用户载体上. 接收卫星信号以进行定位和导航.

世界上的定位系统:

1. GPS卫星导航系统；

2. Gronas卫星导航系统；

3. 北斗卫星导航系统；

4. 伽利略卫星导航系统

第二，GPS系统设置；相互关系

它由三部分组成: GPS导航卫星网络，地面站和用户设备.

GPS导航卫星网络: 由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，轨道高度约为20200 km，运行周期为11h58min，轨道倾角约为55°，传输频率为1575.42MHZ和1227.60MHZ，发射天线是由12条鞭状螺旋天线组成的螺旋天线阵列，发射功率由太阳能和镉镍电池组成，卫星时钟是原子钟.

GPS地面站: 它由三个部分组成: 主控制站，5个跟踪站和3个注入站.

用户设备（GPS卫星导航仪）: 由天线，，微处理器芯片以及输入和输出组成.

关系:

1. 导航卫星和地面站: 由跟踪站收集的气象位置信息形成导航消息，并将测得的信息发送到主控制站. 在收集和评估数据之后，形成导航信息代码，并将其发送到三个注入站，然后注入站将导航消息发送到导航卫星，以便始终更新导航消息.

2. 导航卫星和用户设备: 用户设备从导航卫星的信号中测量时间和多普勒频移，并从中解调导航消息gps导航仪工作原理，并从导航消息中获得导航卫星的瞬时空间位置. 完成定位计算和速度计算.

三，GPS定位原理

定位原理:

GPS导航方程式: GPS系统是一个测距（时间）定位系统. 在测量过程中，用户的时钟是普通的石英时钟，无法与导航卫星的电子时钟完全同步，因此测量的距离不是真实距离. 但是，伪测距与实际距离存在时钟偏差，因此会产生误差. 通过分析，如果同时测量四颗卫星，则用户使用的石英钟和卫星的电子钟几乎完全同步，可以获得用户的位置（x，y，z）.

四，GPS系统以及密码及其特征

1，P码: P码是一种连续的，长周期的伪随机二进制序列码，其码率为10.23MHz，码周期为7d. 每个时段从格林尼治标准时间周六午夜1200点开始. 该代码可以准确地测量时间和距离.

2. CA代码: 这是一种低速，短周期的伪随机二进制序列代码. CA码的编码率为1.023MHz，码周期为1ms，CA码的测距精度较低gps导航仪工作原理，但具有辅助获得P码的能力.

五，GPS卫星导航电文信号格式，内容完整的导航电文

格式: 导航文本信号时以二进制格式编译的数据代码. 编码速率为每秒50个编码点. 1、2和3子帧是相同的. 4、5个子帧分为25页，分别用于星历表和年历表.

内容: 完整的导航消息包括工作状态，系统时间，卫星时钟偏差校正参数，星历表，卫星历书，卫星识别标记以及与卫星上的卫星导航有关的其他信息.

六. GPS系统伪测量误差组成

1. 卫星误差: 包括星历误差，卫星时钟残留误差和群时延误差等.

2. 信号传播误差: 受传播介质的影响，由于卫星信号传播的路径和速度的变化而引起的测距误差. 信号传播误差包括电离层折射误差，对流层折射误差和多径效应.

3. GPS错误: GPS错误包括通道偏差，噪声和量化误差.

七，DOP值对定位误差的影响；二维定位和三维定位分别使用DOP类型

DOP值是几何精度因子.

DOP值越小，定位精度越高，定位误差越小.

二维定位采用HDOP，

PDOP用于三维定位.

八，DGPS的工作原理

DGPS由四个部分组成: GPS卫星网络，参考站，数据链路和用户. DGPS参考站的位置是准确已知的. 用GPS定位参考站后，将其与已知位置进行比较以计算校正量. 通常，DGPS用户与参考站之间的距离相对较近. GPS的观测和定位误差基本相似. 用户可以使用参考站的纠错数据来纠正其观察结果. 误差校正数据称为差分校正数据. . 参考站通过广播或其他通信方式通过数据链路将差分校正数据发送给用户，并对用户测量的数据进行校正，以使用户获得高精度的定位结果.

九，海洋GPS导航仪的常用功能

1. 显示定位和导航数据: 纬度，经度，高度，航迹方向，航迹速度，转向路线和到航点的恒定线或大圆的距离，导航所需的时间，偏航，航点如果有陀螺罗盘和日志输入，可以显示流向和流速.

2. 可以设置一些参数: HDOP，二维定位，三维定位以及转换为使用测地线系统.

3. 位置更新时间约为1s，导航数据更新时间为3〜5s.

4. 显示卫星信息: 卫星号，方位角，仰角，卫星工作状态，信噪比，星座预测.

5. 可以存储和设计路线和航路点.

6. 警报: 偏航，锚点监视，航路点设置的范围，故障等.

7. 接口功能: 提供输入/输出接口.

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