GNSS原理及其應(yīng)用 課件 第一章 緒論(前兩節(jié))

熱烈歡迎大家來(lái)到GNSS原理及其應(yīng)用測(cè)繪工程專業(yè)考核方法平時(shí)成績(jī)：40%(課程+MOOC)筆試成績(jī)：60%注意筆記主要參考教材教材:余學(xué)祥,董斌,呂偉才,王潛心,劉輝,鄧健,王新志,姚一飛.《GNSS導(dǎo)航定位原理與應(yīng)用》[M](高等教育“十三五”規(guī)劃教材).徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2020.08.參考教材：

[1]余學(xué)祥,王堅(jiān),劉紹堂,呂偉才,柯福陽(yáng),劉輝,趙興旺.GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理[M](高等教育“十二五”規(guī)劃教材).徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2013.10[2]余學(xué)祥,董斌,高偉,呂偉才,陶庭葉,劉輝,胡洪,柯福陽(yáng).《衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理及應(yīng)用》習(xí)題集與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2015.09[3]余學(xué)祥,呂偉才,柯福陽(yáng),王磊,趙興旺,劉超,王勝利,張翠英.煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[M].北京：測(cè)繪出版社,2014.11[4]余學(xué)祥,徐紹銓,呂偉才.GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化——似單差法的理論與方法.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2004.10.[5]呂偉才,余學(xué)祥,張翠英,王文波,方新建,柯福陽(yáng).基于GNSS/GIS的土地集約利用信息管理系統(tǒng)研究與實(shí)踐[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2016.12[6]《衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與應(yīng)用》MOOC課程:

/index/Orgclist/course?cid=39116主要參考教材主要參考教材[1]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

/[2]中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室測(cè)試評(píng)估研究中心:

/[3]精密星歷數(shù)據(jù)下載/pub/products//pub/gps/products/mgex/[4]美國(guó)國(guó)家大地測(cè)量局：NationalGeodeticSurvey(NGS)

/[5]InternationalGNSSService

/相關(guān)學(xué)習(xí)網(wǎng)站[6]GPSCalendar:

/CORS/Gpscal.html

查詢觀測(cè)0-files文件所在的GPS周天，年積日，UTC之間的關(guān)系。[7]IGS跟蹤站O-files數(shù)據(jù):

/pub/rinex/

或/pub/gps/data/daily/

或ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/[8]導(dǎo)航電文brdc文件:/pub/gps/data/daily/yyyy相關(guān)學(xué)習(xí)網(wǎng)站0課程地位0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”0.3測(cè)繪類專業(yè)的核心課程之一0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目三有、三進(jìn)、三到0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成2020年6月23日9時(shí)43分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星，暨北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，至此北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署比原計(jì)劃提前半年全面完成。0課程地位習(xí)近平出席北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成暨開(kāi)通儀式并宣布正式開(kāi)通

北斗閃耀，澤沐八方。北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成暨開(kāi)通儀式2020年7月31日上午在北京舉行。

中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平出席儀式，宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通并參觀北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果展覽展示，代表黨中央向參與系統(tǒng)研制建設(shè)的全體人員表示衷心的感謝、致以誠(chéng)摯的問(wèn)候。中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)，中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院副總理韓正出席儀式。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成2020年8月3日上午，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開(kāi)通新聞發(fā)布會(huì)在國(guó)務(wù)院新聞辦公室召開(kāi)。中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其，北斗系統(tǒng)工程副總設(shè)計(jì)師、北斗三號(hào)工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師謝軍，北斗三號(hào)工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師林寶軍，北斗三號(hào)工程運(yùn)控系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師陳金平出席本次新聞發(fā)布會(huì)，介紹北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開(kāi)通有關(guān)情況。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成

攻堅(jiān)克難，完美收官。北斗三號(hào)2009年11月啟動(dòng)建設(shè)。10余年來(lái)，工程建設(shè)歷經(jīng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、試驗(yàn)衛(wèi)星工程、最簡(jiǎn)系統(tǒng)、基本系統(tǒng)、完整系統(tǒng)五個(gè)階段，提前半年完成全球星座部署，開(kāi)通全系統(tǒng)服務(wù)。建成即開(kāi)通、開(kāi)通即服務(wù)。

一是攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主可控。400多家單位、30余萬(wàn)科技人員集智攻關(guān)，攻克星間鏈路、高精度原子鐘等160余項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，突破500余種器部件國(guó)產(chǎn)化研制，實(shí)現(xiàn)北斗三號(hào)衛(wèi)星核心器部件國(guó)產(chǎn)化率100%。二是發(fā)揮舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，高效完成組網(wǎng)。一、工程建設(shè)提前半年完成，彰顯中國(guó)速度0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成二、系統(tǒng)功能強(qiáng)大性能一流，展現(xiàn)中國(guó)品質(zhì)追求卓越，世界一流。

一是系統(tǒng)功能強(qiáng)大。北斗三號(hào)具備導(dǎo)航定位和通信數(shù)傳兩大功能，可提供定位導(dǎo)航授時(shí)、全球短報(bào)文通信、區(qū)域短報(bào)文通信、國(guó)際搜救、星基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位共7類服務(wù)，是功能強(qiáng)大的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

二是性能指標(biāo)先進(jìn)。全球范圍定位精度優(yōu)于10米、測(cè)速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時(shí)精度優(yōu)于20納秒、服務(wù)可用性優(yōu)于99%，亞太地區(qū)性能更優(yōu)。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成三、綜合效益顯著成果豐碩，凝結(jié)中國(guó)智慧國(guó)之重器，利國(guó)惠民。北斗系統(tǒng)已全面服務(wù)交通運(yùn)輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁、城市治理等行業(yè)，融入電力、金融、通信等國(guó)家核心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。大部分智能手機(jī)均支持北斗功能，支持北斗地基增強(qiáng)高精度應(yīng)用的手機(jī)已經(jīng)上市。構(gòu)建起集芯片、模塊、板卡、終端和運(yùn)營(yíng)服務(wù)為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈。10年來(lái)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長(zhǎng)20%以上，2019年達(dá)到3450億元，2020年有望超4000億元。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成四、打造綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系，再續(xù)中國(guó)創(chuàng)造

秉承“中國(guó)的北斗、世界的北斗、一流的北斗”的發(fā)展理念，大力弘揚(yáng)“自主創(chuàng)新、開(kāi)放融合、萬(wàn)眾一心、追求卓越”的新時(shí)代北斗精神，服務(wù)全球，造福人類！

2035年前將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系，為未來(lái)智能化、無(wú)人化發(fā)展提供核心支撐，持續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)升級(jí)換代，融合新一代通信、低軌增強(qiáng)等新興技術(shù)，大力發(fā)展量子導(dǎo)航、全源導(dǎo)航、微PNT等新質(zhì)能力，構(gòu)建覆蓋天空地海、基準(zhǔn)統(tǒng)一、高精度、高智能、高安全、高效益的時(shí)空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成

《中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2022）》（2022年5月18日發(fā)布）顯示,2021年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)4690億元人民幣，較2020年增長(zhǎng)16.29％。其中,包括與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值為1454億元，在總產(chǎn)值中占比31%，安徽2020年衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值約為100億元。預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航位置服務(wù)總體產(chǎn)值將突破1萬(wàn)億元大關(guān)，安徽相關(guān)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值可望突破800億元。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成

當(dāng)前，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)領(lǐng)域企事業(yè)單位總數(shù)量保持在14000家左右，從業(yè)人員數(shù)量超過(guò)50萬(wàn)。截至2021年底，業(yè)內(nèi)相關(guān)上市公司（含新三板）總數(shù)為90家，上市公司涉及衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)的相關(guān)產(chǎn)值約占全國(guó)總體產(chǎn)值的8.7％左右。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成☆北斗系統(tǒng)在交通運(yùn)輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁、城市治理等行業(yè)領(lǐng)域，以及電力、水利、通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面，已逐步形成深度應(yīng)用、規(guī)?；l(fā)展的良好局面，正在全面賦能各行各業(yè)并實(shí)現(xiàn)顯著效益。北斗也正在成為智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等大眾消費(fèi)產(chǎn)品定位功能標(biāo)準(zhǔn)配置?！疤斓厮姆皆挥睿ń纾艁?lái)今曰宙（世）?！庇钪妫ㄊ澜纾?，時(shí)空也。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成

☆當(dāng)前我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)以技術(shù)體系創(chuàng)新和應(yīng)用模式創(chuàng)新為主線，積極推動(dòng)“北斗＋”融合創(chuàng)新和“＋北斗”時(shí)空應(yīng)用發(fā)展，在推進(jìn)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，打造系統(tǒng)完備、高效實(shí)用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系，打造智能交通、智慧能源、智慧農(nóng)業(yè)及水利、智能制造、智慧教育等數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景等方面，已發(fā)揮出重要的時(shí)空賦能作用，加快推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，為我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展賦予強(qiáng)大的生命力。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成☆2021年高精度市場(chǎng)持續(xù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)厘米級(jí)應(yīng)用高精度芯片、模塊和板卡年內(nèi)總出貨量超過(guò)120萬(wàn)片，主要應(yīng)用場(chǎng)景包括無(wú)人機(jī)、農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛、智慧施工、測(cè)繪儀器、機(jī)器人、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等，高精度應(yīng)用明顯呈現(xiàn)泛在化和規(guī)模化趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)各類高精度應(yīng)用終端總銷量接近170萬(wàn)臺(tái)/套，其中應(yīng)用國(guó)產(chǎn)高精度模塊和板卡的終端已超過(guò)80％；高精度天線出貨量接近170萬(wàn)只。高精度相關(guān)產(chǎn)品銷售收入從2010年的11億元人民幣已快速增長(zhǎng)到2021年的151.9億元人民幣，年均復(fù)合增長(zhǎng)率接近24.5％。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成

在智能交通運(yùn)輸方面，交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人民生產(chǎn)生活的命脈，先進(jìn)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸信息化和現(xiàn)代化的重要手段，對(duì)建立暢通、高效、安全、綠色的現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系具有十分重要的意義，為建設(shè)“軌道上的安徽”“高速公路上的安徽”“航道上的安徽”“翅膀上的安徽”提供基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)支撐。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制建設(shè)，交通運(yùn)輸行業(yè)開(kāi)展了“船舶監(jiān)控系統(tǒng)”、“公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)控系統(tǒng)”等一系列北斗系統(tǒng)應(yīng)用推廣工作，取得了良好效果，促進(jìn)了現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)捏w系的完善。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成按照黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)施北斗產(chǎn)業(yè)化重大工程的部署，為做好《“十四五”北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)實(shí)施工作，我委擬啟動(dòng)實(shí)施北斗產(chǎn)業(yè)化重大工程(重大戰(zhàn)略區(qū)域規(guī)模應(yīng)用方向)。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成六個(gè)重點(diǎn)支持應(yīng)用方向方向一:面向京津冀協(xié)同發(fā)展，開(kāi)展北斗智慧物流應(yīng)用，服務(wù)支撐交通物流數(shù)字化一體化發(fā)展應(yīng)用需求。方向二:面向長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展，開(kāi)展北斗通用航空應(yīng)用，服務(wù)支撐綜合交通體系建設(shè)、生態(tài)流域監(jiān)測(cè)等應(yīng)用需求。方向三:面向粵港澳大灣區(qū)建設(shè)，開(kāi)展北斗智慧港口應(yīng)用，服務(wù)支撐港口基礎(chǔ)設(shè)施智慧化發(fā)展應(yīng)用需求。0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成方向四:面向長(zhǎng)三角一體化發(fā)展，開(kāi)展北斗車路協(xié)同技術(shù)應(yīng)用，服務(wù)支撐一體化智能化交通應(yīng)用需求。方向五:面向黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，開(kāi)展北斗重大基礎(chǔ)設(shè)施高精度智慧監(jiān)測(cè)應(yīng)用，服務(wù)支撐交通基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)管理等應(yīng)用需求。方向六:面向海南自由貿(mào)易港建設(shè)，開(kāi)展北斗自由流收費(fèi)應(yīng)用，服務(wù)支撐海南省以自由流技術(shù)為基礎(chǔ)的里程費(fèi)改革應(yīng)用需求。六個(gè)重點(diǎn)支持應(yīng)用方向0課程地位0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”0.3測(cè)繪類專業(yè)的核心課程之一0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”“一帶一路”（TheBeltandRoad，縮寫(xiě)B(tài)&R）是“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的簡(jiǎn)稱，2013年9月和10月由中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平分別提出建設(shè)“新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的合作倡議。

它將充分依靠中國(guó)與有關(guān)國(guó)家既有的雙多邊機(jī)制，借助既有的、行之有效的區(qū)域合作平臺(tái)，一帶一路旨在借用古代絲綢之路的歷史符號(hào)，高舉和平發(fā)展的旗幟，積極發(fā)展與沿線國(guó)家的經(jīng)濟(jì)合作伙伴關(guān)系，共同打造政治互信、經(jīng)濟(jì)融合、文化包容的利益共同體、命運(yùn)共同體和責(zé)任共同體。古代陸上和海上絲綢之路路線圖0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”◆框架思路“一帶一路”是促進(jìn)共同發(fā)展、實(shí)現(xiàn)共同繁榮的合作共贏之路，是增進(jìn)理解信任、加強(qiáng)全方位交流的和平友誼之路。中國(guó)政府倡議，秉持和平合作、開(kāi)放包容、互學(xué)互鑒、互利共贏的理念，全方位推進(jìn)務(wù)實(shí)合作，打造政治互信、經(jīng)濟(jì)融合、文化包容的利益共同體、命運(yùn)共同體和責(zé)任共同體。0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”目前，我國(guó)已經(jīng)與東南亞、南亞、中亞、東盟、阿盟、非洲等國(guó)家和組織建立了北斗相關(guān)合作機(jī)制，舉辦北斗亞太行、北斗東盟行、中阿北斗合作論壇等系列活動(dòng)，加強(qiáng)技術(shù)交流和人才培養(yǎng)，建設(shè)北斗系統(tǒng)海外中心，推動(dòng)北斗在亞太地區(qū)和“一帶一路”地區(qū)的落地應(yīng)用。這些合作，都為在“一帶一路”國(guó)家和地區(qū)推廣應(yīng)用北斗創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。在“一帶一路”倡議和多邊合作機(jī)制框架下，我國(guó)與“一帶一路”國(guó)家和地區(qū)將共同努力，推動(dòng)北斗系統(tǒng)更好地服務(wù)“一帶一路”國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在“一帶一路”沿線近40個(gè)國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，北斗高精度基礎(chǔ)產(chǎn)品已輸出到全球范圍的90多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，包括近40個(gè)“一帶一路”沿線國(guó)家，其農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)行業(yè)等都逐漸在使用北斗高精度產(chǎn)品上。作為“一帶一路”不可或缺的角色，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將空間信息與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)完美融合，不斷服務(wù)于“一帶一路”，被稱為“太空絲綢之路”。0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”◆在東南亞，印度尼西亞國(guó)土資源部基于北斗系統(tǒng)，開(kāi)展土地確權(quán)項(xiàng)目，包括印度尼西亞國(guó)土、公路、鐵路、水利工程的勘測(cè)和施工，該應(yīng)用使用基于北斗的高精度GNSS接收機(jī)一千余臺(tái)?！?014年，中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首個(gè)海外組網(wǎng)項(xiàng)目—巴基斯坦國(guó)家位置服務(wù)網(wǎng)(CORS)一期工程完成建設(shè)，這是中巴兩國(guó)在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域深入合作的一個(gè)典范。0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”◆2021北斗“一帶一路”技術(shù)與應(yīng)用國(guó)際培訓(xùn)班本次培訓(xùn)班在中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室的指導(dǎo)下，在中科院國(guó)際合作局、中國(guó)科協(xié)國(guó)際聯(lián)絡(luò)部、北京科技國(guó)際交流中心、中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院的支持下，由中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室學(xué)術(shù)交流中心主辦，中科北斗匯（北京）科技有限公司協(xié)辦，旨在面向海外提供以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主的導(dǎo)航定位技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)和人才培養(yǎng)，開(kāi)展北斗技術(shù)和產(chǎn)業(yè)相關(guān)的國(guó)際合作交流，推動(dòng)北斗服務(wù)全球。0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”參加本次培訓(xùn)的160余名學(xué)員分別來(lái)自尼泊爾、巴基斯坦、幾內(nèi)亞、肯尼亞、盧旺達(dá)、伊拉克、蒙古、匈牙利、土耳其等30多個(gè)“一帶一路”國(guó)家和地區(qū)。0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”◆中華人民共和國(guó)和阿根廷共和國(guó)關(guān)于深化中阿全面戰(zhàn)略伙伴關(guān)系的聯(lián)合聲明。2022年2月4日至6日，應(yīng)中方邀請(qǐng)，阿根廷共和國(guó)總統(tǒng)阿爾韋托·費(fèi)爾南德斯于出席北京冬奧會(huì)開(kāi)幕式并訪華。訪問(wèn)期間，雙方簽署《中華人民共和國(guó)政府與阿根廷共和國(guó)政府關(guān)于共同推進(jìn)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路建設(shè)的諒解備忘錄》，還簽署了綠色發(fā)展、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、航天、北斗導(dǎo)航、科技創(chuàng)新、教育及大學(xué)合作、農(nóng)業(yè)、地球科學(xué)、公共傳媒、核醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域合作文件。0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”

◆2022年9月20日，北斗“一帶一路”技術(shù)與應(yīng)用國(guó)際培訓(xùn)班開(kāi)班儀式在京舉辦。來(lái)自土耳其、埃塞俄比亞、孟加拉、緬甸、尼日利亞、多哥、巴基斯坦等國(guó)學(xué)員近40人。0課程地位0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”0.3測(cè)繪類專業(yè)的核心課程之一0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目0.3測(cè)繪類專業(yè)的核心課程之一測(cè)繪類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

測(cè)繪類專業(yè)的一級(jí)學(xué)科是測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)，包括大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程、攝影測(cè)量與遙感、地圖制圖學(xué)與地理信息工程、導(dǎo)航與位置服務(wù)、礦山與地下測(cè)量、海洋測(cè)繪6個(gè)二級(jí)學(xué)科。

測(cè)繪類專業(yè)包括測(cè)繪工程、遙感科學(xué)與技術(shù)2個(gè)基本本科專業(yè)，以及導(dǎo)航工程、地理空間信息工程、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)3個(gè)特設(shè)本科專業(yè)。0.3測(cè)繪類專業(yè)的核心課程之一核心課程體系

測(cè)繪工程專業(yè)核心課程設(shè)“10+X”門(mén)：測(cè)繪學(xué)概論、誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)、地圖制圖學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)字地形測(cè)量學(xué)、大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)、攝影測(cè)量學(xué)、GNSS原理及其應(yīng)用、遙感原理與應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)原理、工程測(cè)量學(xué)。X為每個(gè)專業(yè)方向的必修課程，一般設(shè)3-5門(mén)。X:礦山測(cè)量學(xué)、沉陷與變形工程學(xué)、土地整治與復(fù)墾測(cè)繪工程專業(yè)0課程地位0.1北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成0.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)于“一帶一路”0.3測(cè)繪類專業(yè)的核心課程之一0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目“地表移動(dòng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：HNKY-JTJS(2013)-28）

以潘一東區(qū)地表沉陷區(qū)為試點(diǎn)研究區(qū)，以GNSSCORS技術(shù)、GIS技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、移動(dòng)PDA技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)量數(shù)據(jù)處理技術(shù)等為支撐，建立地表移動(dòng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；研究自動(dòng)化監(jiān)測(cè)模式，及時(shí)監(jiān)測(cè)由于井下開(kāi)采沉陷導(dǎo)致的地表移動(dòng)變形，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸、分析，獲取地表移動(dòng)變形參數(shù)，為工廣及各類煤柱留設(shè)提供依據(jù)，為淮南礦區(qū)地表移動(dòng)觀測(cè)提供新的監(jiān)測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)分析模式。0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目地表移動(dòng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本框架基準(zhǔn)站

0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)站0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目

數(shù)據(jù)監(jiān)控中心

0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目2、2021年度安徽省科技重大科技專項(xiàng)：“北斗+”典型地質(zhì)災(zāi)害協(xié)同監(jiān)測(cè)與快速預(yù)警云平臺(tái)研發(fā)及示范應(yīng)用（202103a05020026）0.4部分相關(guān)科研項(xiàng)目◆低成本“北斗+”地質(zhì)災(zāi)害協(xié)同監(jiān)測(cè)一體化設(shè)備研發(fā)與信息融合◆地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理和預(yù)報(bào)模型預(yù)警方法研究◆高并發(fā)快速觸發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警云平臺(tái)的研發(fā)◆典型滑坡與煤礦開(kāi)采地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害綜合示范應(yīng)用我國(guó)測(cè)繪與地理信息發(fā)展總體戰(zhàn)略目標(biāo)加強(qiáng)基礎(chǔ)測(cè)繪監(jiān)測(cè)地理國(guó)情強(qiáng)化公共服務(wù)壯大地信產(chǎn)業(yè)

維護(hù)國(guó)家安全建設(shè)測(cè)繪強(qiáng)國(guó)課程地位課程主要內(nèi)容第一章緒論（1）第二章坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基本知識(shí)及其坐標(biāo)計(jì)算第四章GNSS定位的基本原理第五章GNSS測(cè)量的誤差來(lái)源第六章GNSS測(cè)量的實(shí)施第七章GNSS數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)介空間距離后方交會(huì)絕對(duì)定位引言空間距離后方交會(huì)絕對(duì)定位引言引言空間距離后方交會(huì)相對(duì)定位課程主要內(nèi)容第一章緒論（1）第二章坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基本知識(shí)及其坐標(biāo)計(jì)算第四章GNSS定位的基本原理第五章GNSS測(cè)量的誤差來(lái)源第六章GNSS測(cè)量的實(shí)施第七章GNSS數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)介思考題第一章緒論√1、GPS的含義？與經(jīng)典大地測(cè)量相比，GNSS有何特點(diǎn)？√2、GPS衛(wèi)星的作用是什么？什么叫“定位星座”？什么叫“衛(wèi)星星歷”？√3、地面監(jiān)控系統(tǒng)由哪些部分組成？各部分的主要功能是什么？√4、什么是GPS信號(hào)接收機(jī)？其作用是什么？它由哪幾部分組成？有哪幾種分類方式？√5、何為GNSS系統(tǒng)？有何優(yōu)勢(shì)？√6、接收機(jī)天線的作用是什么？對(duì)其有何要求？有哪幾種類型？√7、舉例說(shuō)明北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在“一帶一路”中的作用。8、我國(guó)北斗系統(tǒng)的星座是如何分布的？當(dāng)前衛(wèi)星發(fā)射情況如何？9、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃和現(xiàn)狀如何？10、了解中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)的重點(diǎn)工作項(xiàng)目及分支機(jī)構(gòu)?！?1、舉例說(shuō)明北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在北京冬奧會(huì)中的作用。第一章緒論GNSS原理及其應(yīng)用第一章緒論主要內(nèi)容1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)1.2GPS系統(tǒng)的組成1.3北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)1.4其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)1.5GNSS技術(shù)的應(yīng)用第一章緒論

不論是早期的航海還是現(xiàn)在的航天，都離不開(kāi)導(dǎo)航，導(dǎo)航已成為海、陸、空、天各種運(yùn)動(dòng)載體不可或缺的指南。隨著科技的發(fā)展，導(dǎo)航系統(tǒng)除了眾所周知的傳統(tǒng)導(dǎo)航設(shè)備外，又出現(xiàn)了先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航。目前導(dǎo)航系統(tǒng)包括

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GlobalNavigationSatelliteSystem—GNSS）

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（InertialNavigationSystem——INS））

無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)（RadioNavigationSystem——RNS）

天文導(dǎo)航系統(tǒng)（CelestialNavigationSystem——CNS）

重磁導(dǎo)航（重力導(dǎo)航、磁力導(dǎo)航）、匹配導(dǎo)航（地形匹配導(dǎo)航、影像匹配導(dǎo)航）等第一章緒論1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

20世紀(jì)上半葉的大地測(cè)量處于低潮，它的復(fù)蘇始于20世紀(jì)五十年代。使大地測(cè)量走出低谷的最初沖擊，來(lái)自第二次世界大戰(zhàn)期間及其以后電子學(xué)的發(fā)展。1957年10月4日，前蘇聯(lián)在拜科努爾發(fā)射場(chǎng)用P-7洲際導(dǎo)彈改裝的衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭把世界上第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號(hào)”送入軌道，揭開(kāi)了人類向太空進(jìn)軍的序幕，激發(fā)了世界各國(guó)研制和發(fā)射衛(wèi)星的熱情，開(kāi)創(chuàng)了人類航天新紀(jì)元。

美國(guó)，1958年1月31日，“探險(xiǎn)者1號(hào)”；法國(guó)，1965年11月26日，“試驗(yàn)衛(wèi)星1號(hào)”；日本，1970年2月11日，“大隅”號(hào)；中國(guó)，1970年4月24日，“東方紅1號(hào)”；英國(guó)，1971年10月28日，“普羅斯帕羅”號(hào)。1.1.1GPS由來(lái)1957年10月4日，前蘇聯(lián)在拜科努爾發(fā)射場(chǎng)用P-7洲際導(dǎo)彈改裝的衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭把世界上第一顆人造地球衛(wèi)星斯普特尼克1號(hào)送入軌道，開(kāi)創(chuàng)了人類航天新紀(jì)元。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

1970年4月24日，中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，由此開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)航天史的新紀(jì)元，使中國(guó)成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個(gè)獨(dú)立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國(guó)家。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功，是人類致力于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，它使空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展迅速進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。六十五年來(lái)，人造地球衛(wèi)星技術(shù)在軍事、通訊、資源勘察、氣象、導(dǎo)航、遙感、大地測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)、天文等眾多學(xué)科領(lǐng)域得到極其廣泛的應(yīng)用，從而推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，也豐富了人類的科學(xué)文化生活。

1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

人造地球衛(wèi)星的出現(xiàn)，首先引起了各國(guó)軍事部門(mén)的高度重視。1958年底，美國(guó)海軍武器實(shí)驗(yàn)室就著手實(shí)施建立為美國(guó)軍用艦艇導(dǎo)航服務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)，即“海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS)”。該系統(tǒng)中衛(wèi)星的軌道都通過(guò)地極，故也稱“子午(Transit)衛(wèi)星系統(tǒng)”

1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)1964年該系統(tǒng)建成，并開(kāi)始在美國(guó)軍方啟用，1967年美國(guó)政府批準(zhǔn)該系統(tǒng)解密，并提供民用。由于該系統(tǒng)不受氣候條件的影響，自動(dòng)化程度較高，且具有良好的定位精度，所以它的出現(xiàn)也立即引起了大地測(cè)量學(xué)者的極大關(guān)注。尤其是在該系統(tǒng)提供民用之后，在大地測(cè)量方面進(jìn)行了大量的應(yīng)用研究和實(shí)踐，并取得了許多令矚目的成就。這就預(yù)示著經(jīng)典的大地測(cè)量技術(shù)面臨著一場(chǎng)重大的變革。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)子午衛(wèi)星子午衛(wèi)星星座系統(tǒng)簡(jiǎn)介NNSS–NavyNavigationSatelliteSystem（海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)），由于其衛(wèi)星軌道為極地軌道，故也稱為T(mén)ransit（子午衛(wèi)星系統(tǒng)）采用利用多普勒效應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)航定位，也被稱為多普勒定位系統(tǒng)美國(guó)研制、建立1964年1月建成1967年7月解密供民用1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)空間部分衛(wèi)星：發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)（信號(hào)：4.9996MHz

30=149.988MHz；4.9996MHz

80=399.968MHz；星歷）衛(wèi)星星座–由6顆衛(wèi)星構(gòu)成，6軌道面，軌道高度1075km地面控制部分包括：跟蹤站、計(jì)算中心、注入站、控制中心和海軍天文臺(tái)用戶部分多普勒接收機(jī)大地測(cè)量多普勒接收機(jī)-1（MX1502）大地測(cè)量多普勒接收機(jī)-2（CMA751）系統(tǒng)組成1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

缺陷：雖然美國(guó)“海軍衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”在導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展中具有劃時(shí)代的意義，但是由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較少(5～6顆)、運(yùn)行高度較低(平均約1000km)、從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間間隔較長(zhǎng)(平均約1.5小時(shí))，因而它無(wú)法提供連續(xù)地實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航。加之獲得一次導(dǎo)航解所需的時(shí)間較長(zhǎng)，所以難以充分滿足軍事方面，尤其是高動(dòng)態(tài)目標(biāo)(如飛機(jī)、導(dǎo)彈)導(dǎo)航的要求。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

缺陷：從大地測(cè)量學(xué)方面來(lái)看，由于它定位速度較慢(一個(gè)測(cè)站一般平均觀測(cè)1～2天)，精度也較低(單點(diǎn)定位精度3～5m，相對(duì)定位精度約為1m)，所以該系統(tǒng)在大地測(cè)量學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)研究方面的應(yīng)用，也受到了很大的限制。。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)為了滿足軍事部門(mén)和民用部門(mén)對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求，1973年美國(guó)國(guó)防部正式開(kāi)始組織海陸空三軍，共同研究建立新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的計(jì)劃。這就是許多文獻(xiàn)中所稱的“授時(shí)與測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)／全球定位系統(tǒng)”(NavigationSystemTimingandRanging/GlobalPositioningSystem—NAVSTAR/GPS)，而通常簡(jiǎn)稱為“全球定位系統(tǒng)”。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)1.1.2GPS的特點(diǎn)

1、GPS相對(duì)于以前導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)

②功能多，精度高。GPS可為各類用戶連續(xù)地提供動(dòng)態(tài)目標(biāo)的三維位置、三維速度和時(shí)間信息。隨著GPS測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，其定位、測(cè)速與測(cè)時(shí)的精度將進(jìn)一步提高。

①全球地面連續(xù)覆蓋。由于GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多且分布合理，所以地球上任何地點(diǎn)均可連續(xù)同步地觀測(cè)到至少4顆衛(wèi)星。從而保障了全球、全天候連續(xù)地實(shí)時(shí)導(dǎo)航與定位。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

④抗干擾性能好，保密性強(qiáng)。由于GPS采用數(shù)字通訊的特殊編碼技術(shù)、采用偽隨機(jī)噪聲碼技術(shù)，因此GPS衛(wèi)星所發(fā)送的信號(hào)，具有良好的抗干擾性和保密性。

③實(shí)時(shí)定位速度快。利用全球定位系統(tǒng)一次定位和測(cè)量工作在一秒至數(shù)秒鐘內(nèi)便可完成(NNSS約需8～16分鐘)，這對(duì)高動(dòng)態(tài)用戶來(lái)說(shuō)尤為重要。

考慮到GPS主要是為滿足軍事部門(mén)高精度導(dǎo)航與定位目的而建立的，所以上述優(yōu)點(diǎn)對(duì)軍事上動(dòng)態(tài)目標(biāo)的導(dǎo)航具有十分重要的意義。正因?yàn)槿绱耍绹?guó)政府把發(fā)展GPS技術(shù)作為導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，并把這一技術(shù)視為20世紀(jì)最重大的科技成就之一。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)2、GPS相對(duì)于經(jīng)典大地測(cè)量的特點(diǎn)

①選點(diǎn)靈活，無(wú)需通視。GPS測(cè)量不要求觀測(cè)站之間相互通視，因而不再需要建造覘標(biāo)。這一優(yōu)點(diǎn)即可減少測(cè)量工作的經(jīng)費(fèi)（30%～60%）和時(shí)間，同時(shí)也使點(diǎn)位的選擇變得甚為靈活。但要求凈空。

耿王村1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

②定位精度高?，F(xiàn)已完成的大量實(shí)驗(yàn)表明，目前在小于50km的基線上其相對(duì)定位精度可達(dá)1～2*10-6，而在100km～500km的基線上可達(dá)10-6

～10-7。隨著觀測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法的改善，可望在大于1000km的距離上，相對(duì)定位精度達(dá)到或優(yōu)于10-8。

1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

③觀測(cè)時(shí)間短。目前，利用經(jīng)典的靜態(tài)定位方法，完成一條基線的相對(duì)定位所需要的觀測(cè)時(shí)間，根據(jù)要求的精度不同，一般約為1～3小時(shí)。為了進(jìn)一步縮短觀測(cè)時(shí)間，提高作業(yè)速度，近年來(lái)發(fā)展的短基線（例如不超過(guò)20km）快速相對(duì)定位法，其觀測(cè)時(shí)間僅需數(shù)分鐘。

④提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量，在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高。GPS測(cè)量的這一特點(diǎn)，不僅為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面點(diǎn)的高程開(kāi)辟了新途徑，也為其在航空物探、航空攝影測(cè)量及精密導(dǎo)航中的應(yīng)用，提供了重要的高程數(shù)據(jù)。

1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

⑤操作簡(jiǎn)便。

GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高，在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)只是安裝并開(kāi)關(guān)儀器、量取儀器高、監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)和采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，而其它觀測(cè)工作，如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測(cè)和記錄等均由儀器自動(dòng)完成。另外，GPS用戶接收機(jī)一般重量較輕、體積較小，攜帶和搬運(yùn)都很方便。

1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

⑥全天候作業(yè)。GPS觀測(cè)工作，可以在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般也不受天氣狀況的影響。

1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

GPS定位技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于經(jīng)典的測(cè)量技術(shù)是一次重大的突破。一方面，它使經(jīng)典的測(cè)量理論與方法產(chǎn)生的深刻的變革；另一方面，也進(jìn)一步加強(qiáng)了測(cè)量學(xué)與其它學(xué)科之間的相互滲透，從面促進(jìn)了測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)1.1.3

GPS技術(shù)對(duì)經(jīng)典大地測(cè)量的影響

自1949年以來(lái)，我國(guó)測(cè)繪工作者在全國(guó)范圍內(nèi)沿著經(jīng)緯線方向布設(shè)了Ⅰ等三角鎖。每隔200km在鎖的交叉處布設(shè)有起始邊長(zhǎng)和起始方位角。Ⅰ等鎖總長(zhǎng)度近80000km，構(gòu)成120多個(gè)鎖環(huán)，近400個(gè)鎖段。在Ⅰ等三角鎖的控制下，全面布設(shè)了Ⅱ等三角網(wǎng)或十字交叉的Ⅱ等三角鎖。這就構(gòu)成了全國(guó)平面控制的基本網(wǎng)。隨后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及測(cè)繪基本圖的需要，在Ⅰ、Ⅱ等三角鎖網(wǎng)的控制下，建立了Ⅲ、Ⅳ等三角網(wǎng)。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)Ⅰ等三角鎖1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)Ⅱ等三角網(wǎng)1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)Ⅲ、Ⅳ三角網(wǎng)1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)1.1.3

GPS技術(shù)對(duì)經(jīng)典大地測(cè)量的影響1、經(jīng)典大地測(cè)量的現(xiàn)狀

在高程控制方面，全國(guó)建立了Ⅰ等水準(zhǔn)網(wǎng)，總長(zhǎng)度約9萬(wàn)公里。接著為滿足各部門(mén)和各項(xiàng)工作的需要，又建立了Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等水準(zhǔn)網(wǎng)。至此，我國(guó)已完成了經(jīng)典大地測(cè)量的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

①標(biāo)志破壞嚴(yán)重。平面控制網(wǎng)中的三角點(diǎn)標(biāo)志（木標(biāo)志、鋼標(biāo)志和標(biāo)石）破壞相當(dāng)嚴(yán)重，以至到了不能利用的程度。經(jīng)過(guò)七十多年的變化，經(jīng)典大地測(cè)量的現(xiàn)狀是：1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

②控制網(wǎng)的精度不高。采用經(jīng)典大地測(cè)量方法建立的平面控制網(wǎng)，是以丈量基線和觀測(cè)角度向前推進(jìn)的，誤差積累尤甚。從測(cè)量基線1/100萬(wàn)的相對(duì)誤差開(kāi)始，一直推算到應(yīng)用較頻繁的Ⅳ等三角網(wǎng)上，相對(duì)誤差降到1/5萬(wàn)，此已不適應(yīng)于現(xiàn)代精密工程的需要，更無(wú)法滿足地學(xué)研究的需要。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

④平面控制點(diǎn)難以達(dá)到。為保證點(diǎn)間的通視和構(gòu)成一定的網(wǎng)形，平面控制點(diǎn)大多選在制高點(diǎn)上。因此多半設(shè)在山峰上，交通不便，難以到達(dá)。

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，經(jīng)典大地測(cè)量網(wǎng)面臨著全面改造的問(wèn)題。GPS的出現(xiàn)，為經(jīng)典大地測(cè)量網(wǎng)的改造提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段。

③平面控制與高程控制相分離。由于建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的要求是截然不同的，因而二者是相互獨(dú)立的，沒(méi)有統(tǒng)一的坐標(biāo)系，故使用極不方便。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)2、GPS技術(shù)與經(jīng)典大地測(cè)量的差異①在結(jié)構(gòu)上經(jīng)典大地測(cè)量控制網(wǎng)總是分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，相互獨(dú)立，各成系統(tǒng)。平面控制網(wǎng)是利用測(cè)距儀測(cè)邊和經(jīng)緯儀測(cè)角構(gòu)成一定三角形或四邊形來(lái)完成的。為了保證點(diǎn)間的通視，三角點(diǎn)必須設(shè)在制高點(diǎn)上；為了保證坐標(biāo)傳遞的精度，三角點(diǎn)間構(gòu)成的網(wǎng)形要求具有較強(qiáng)的幾何圖形。高程網(wǎng)是利用水準(zhǔn)儀逐站測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的高差來(lái)建立的，因而要求水準(zhǔn)點(diǎn)要選在地勢(shì)平坦和交通方便的道路兩邊?？梢?jiàn)，二者對(duì)點(diǎn)位的要求和觀測(cè)方法是截然不同的，因此也就無(wú)法統(tǒng)一起來(lái)，各自在計(jì)劃、施測(cè)、數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用上自成體系。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

采用GPS定位技術(shù)時(shí)，已知點(diǎn)在GPS衛(wèi)星上，點(diǎn)的位置（平面位置和高程）是以接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它只與衛(wèi)星相聯(lián)系與其它點(diǎn)無(wú)關(guān)，因而相鄰點(diǎn)間不要求通視，并可獲得地面點(diǎn)在全球地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

這樣，一方面省去了大量的地面測(cè)設(shè)工作，把測(cè)繪人員從沉重的地面勞動(dòng)中解放出來(lái)，極大地提高了測(cè)量的效益；另一方面，將平面坐標(biāo)系和高程坐標(biāo)系統(tǒng)一到全球坐標(biāo)系中，使二者成為一個(gè)整體。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)②在層次上

經(jīng)典大地測(cè)量是指廣闊區(qū)域的測(cè)量方法。區(qū)域既廣，如果采取一次布網(wǎng)的密集測(cè)量方式，以短邊傳遞，則由于觀測(cè)誤差，邊長(zhǎng)和方位角的誤差必然迅速增加，精度迅速降低。因此，經(jīng)典大地測(cè)量按照用途、使用儀器、觀測(cè)精度和邊長(zhǎng)的不同，將控制網(wǎng)由高級(jí)由低級(jí)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四個(gè)層次，高一級(jí)作為下一級(jí)的控制基準(zhǔn)，下一級(jí)作為高一級(jí)的補(bǔ)充，遵循“由大到小、逐級(jí)控制”的原則，從而使得大地控制網(wǎng)的建立成為曠日持久的工作。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

GPS定位技術(shù)則截然不同。GPS定位網(wǎng)不存在誤差積累這一問(wèn)題，拋棄了“由大到小、逐級(jí)控制”這一布網(wǎng)原則。它在觀測(cè)中所使用的儀器相同，觀測(cè)精度也相同。若要提高定位精度，只要稍微延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，所費(fèi)極微。而經(jīng)典大地測(cè)量中，高等點(diǎn)與低等點(diǎn)的代價(jià)之比上很大的。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

③在數(shù)據(jù)處理上

經(jīng)典大地測(cè)量的觀測(cè)數(shù)據(jù)是在重力空間獲得的，而地面點(diǎn)的平面位置必須用大地坐標(biāo)表示，它們是在一個(gè)以橢球面為參考的幾何空間中量。為了由重力空間的觀測(cè)量進(jìn)行分級(jí)處理，在結(jié)構(gòu)上，將平面控制和高程控制分別處理；在層次上，將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等網(wǎng)分別處理。由于它們的觀測(cè)量不等權(quán)，無(wú)法進(jìn)行整體平差。相反地，聯(lián)合平差會(huì)使成果變壞。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)

采用GPS定位技術(shù)則截然不同，它可以直截了當(dāng)?shù)氐贸龅孛纥c(diǎn)在WGS-84地心坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)，從而避免了復(fù)雜的歸算問(wèn)題。由于GPS觀測(cè)量是等權(quán)的，因而可將高等級(jí)點(diǎn)和低等級(jí)點(diǎn)統(tǒng)一處理。

GPS的出現(xiàn)，對(duì)測(cè)繪界產(chǎn)生了深刻的影響，它使得一些經(jīng)典的測(cè)量方法成為歷史。雖然GPS可能還不會(huì)完全取代經(jīng)典測(cè)量方法，但其主導(dǎo)作用是確定無(wú)疑的。1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)主要內(nèi)容1.1GPS定位技術(shù)的興起及其特點(diǎn)1.2GPS系統(tǒng)的組成1.3北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)1.4其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)1.5GNSS技術(shù)的應(yīng)用第一章緒論1.2

GPS系統(tǒng)的組成GPS系統(tǒng)由GPS衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）和GPS信號(hào)接收機(jī)（用戶設(shè)備部分）等三部分組成。第一章緒論Asystemforprovidingpreciselocationwhichisbasedondatatransmittedfromaconstellationof24satellites.Itcomprisesthreesegments:(a)theControlSegment,(b)theSpaceSegment,and(c)theUserSegment.GlobalPositioningSystem(GPS)1.2GPS系統(tǒng)的組成1.2.1GPS衛(wèi)星星座

◆21顆工作衛(wèi)星+3顆在軌備用衛(wèi)星

１、GPS衛(wèi)星初始設(shè)計(jì)星座ConstellationofGPSsatellites◆衛(wèi)星軌道近于圓形:長(zhǎng)半軸為26560km，最大偏心率為0.01?！艟鶆蚍植荚?個(gè)軌道平面上◆衛(wèi)星軌道平面的傾角約為55o◆各軌道平面升交點(diǎn)的赤經(jīng)相差60o◆在相鄰軌道上，衛(wèi)星的升交距角相差30o◆軌道平均高度約為20200km◆衛(wèi)星運(yùn)行周期為11小時(shí)58分1.2GPS系統(tǒng)的組成◆同一觀測(cè)站上每天出現(xiàn)的衛(wèi)星分布圖形相同，只是每天提前約4分鐘◆同時(shí)位于地平線以上的衛(wèi)星數(shù)目視時(shí)間和地點(diǎn)而定，最少為4顆，最多可達(dá)12顆這一分布方式的特點(diǎn)：◆保證了地面上任何時(shí)間、任何地點(diǎn)至少可同時(shí)觀測(cè)到

4顆衛(wèi)星◆每顆衛(wèi)星每天約有5個(gè)小時(shí)在地平線以上1.2GPS系統(tǒng)的組成

定位星座和間隙段

定位星座：在用GPS衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)，為了求得測(cè)站的三維位置，必須觀測(cè)4顆GPS衛(wèi)星，由這4顆GPS衛(wèi)星構(gòu)成的星座稱之為定位星座。

間隙段：GPS衛(wèi)星的上述分布，在個(gè)別地區(qū)仍可能在某一短時(shí)間內(nèi)(例如數(shù)分鐘)只能觀測(cè)到4顆圖形結(jié)構(gòu)較差的衛(wèi)星，而無(wú)法達(dá)到必要的定位精度。這種時(shí)間段稱為間隙段。間隙段的解決方法：1）制定作業(yè)計(jì)劃；2）采用多系統(tǒng)接收機(jī)。1.2GPS系統(tǒng)的組成GPS工作衛(wèi)星重達(dá)1500kg，設(shè)計(jì)壽命為7.5年，兩側(cè)設(shè)有兩塊雙葉太陽(yáng)能板，能自動(dòng)對(duì)日定向，以保證衛(wèi)星正常工作的用電。每顆衛(wèi)星裝有4臺(tái)高精度原子鐘(2臺(tái)銣鐘和2臺(tái)銫鐘)，這是衛(wèi)星的核心設(shè)備。它將發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)，為GPS測(cè)量提供高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。2、GPS衛(wèi)星及其功能GPSsatelliteandItsFunctions1.2GPS系統(tǒng)的組成GPS衛(wèi)星的基本功能：

1）向廣大的用戶連續(xù)不斷地發(fā)射衛(wèi)星導(dǎo)航定位信號(hào)(簡(jiǎn)稱GPS信號(hào))，并用導(dǎo)航電文報(bào)告自己的現(xiàn)勢(shì)位置以及其他在軌衛(wèi)星的概略位置；

1.2GPS系統(tǒng)的組成

2）在飛越注入站上空時(shí)，接受由地面注入站發(fā)送到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和其他有關(guān)信息，并通過(guò)GPS信號(hào)形成電路，適時(shí)的發(fā)送給廣大的用戶。

3）接受地面主控站通過(guò)注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度命令。如適時(shí)的改正運(yùn)行的偏差，或者啟用備用時(shí)鐘等。

4）通過(guò)星載高精度原子鐘，提供精確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，使各衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)——GPS時(shí)。

1.2GPS系統(tǒng)的組成1.2.2地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）

對(duì)于導(dǎo)航定位而言，GPS衛(wèi)星是一種動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)，它是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)送的星歷計(jì)算而得的。所謂“衛(wèi)星星歷”是一系列描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的參數(shù)。(Satellite

Ephemeris)

GPS工作衛(wèi)星的地面系統(tǒng)，主要由分布在全球的5個(gè)地面站組成，其中包括一個(gè)主控站、三個(gè)信息注入站和五個(gè)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站。1.2GPS系統(tǒng)的組成

主控站一個(gè)：科羅拉多.斯平士(ColoradoSprings)的聯(lián)合空間執(zhí)行中心。地面監(jiān)控系統(tǒng)的分布1.2GPS系統(tǒng)的組成注入站現(xiàn)有3個(gè)：南大西洋的阿松森島(Ascension)、印度洋的狄哥?伽西亞(DiegoGarcia)、和南太平洋的卡瓦加蘭(Kwajalein)。五個(gè)監(jiān)測(cè)站：除主控站和注入站外，還在夏威夷設(shè)立了一個(gè)監(jiān)測(cè)站。地面監(jiān)控系統(tǒng)的分布印度洋南大西洋南太平洋1.2GPS系統(tǒng)的組成③保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，即處于GPS

時(shí)間系統(tǒng)①提供GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用②監(jiān)測(cè)和控制GPS衛(wèi)星的“健康”狀態(tài)1.2GPS系統(tǒng)的組成1、監(jiān)測(cè)站——MonitorStation

接收機(jī)對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，以采集數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀況；原子鐘提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；環(huán)境傳感器收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)?！杏^測(cè)資料由計(jì)算機(jī)進(jìn)行初步處理（如計(jì)算對(duì)流層、電離層、天線相位中心、相對(duì)論效應(yīng)改正數(shù)等），并存儲(chǔ)和傳送到主控站，用以確定衛(wèi)星的軌道。

是在主控站直接控制下的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集中心，站內(nèi)設(shè)有雙頻GPS接收機(jī)、高精度原子鐘、計(jì)算機(jī)各一臺(tái)和若干臺(tái)環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器。1.2GPS系統(tǒng)的組成

主控站除協(xié)調(diào)和管理所有地面監(jiān)控系統(tǒng)的工作外，其主要任務(wù)是：3）調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定的軌道運(yùn)行；2）提供全球定位系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。各監(jiān)測(cè)站和GPS衛(wèi)星的原子鐘均應(yīng)與主控站的原子鐘同步或測(cè)出其間時(shí)鐘差，并把這些鐘差信息編入導(dǎo)航電文送到注入站；2、主控站——MainControlStation4）啟用備用衛(wèi)星以代替失效的工作衛(wèi)星。1）推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣層的修正參數(shù)等，并把這些數(shù)據(jù)傳送到注入站；1.2GPS系統(tǒng)的組成

主要任務(wù)：在主控站的控制下，將主控站推算和編制的衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令等注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)，并監(jiān)測(cè)注入信息的正確性。3、注入站——Injectionstation注入站的主要設(shè)備包括一臺(tái)直徑為3.6m的天線(Antenna)，一臺(tái)C波段發(fā)射機(jī)和一臺(tái)計(jì)算機(jī)。1.2GPS系統(tǒng)的組成

整個(gè)GPS的地面監(jiān)控部分，除主控站外均無(wú)人值守。各站間用現(xiàn)代化的通訊系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，在原子鐘、計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)和精確控制下，各項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。為了提高GPS衛(wèi)星的定軌精度，當(dāng)系統(tǒng)建成后將會(huì)適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)站的數(shù)量并改善其在全球的分布。1.2GPS系統(tǒng)的組成1.2.3GPS信號(hào)接收機(jī)（用戶設(shè)備部分）GPSSignalReceiver(theuserSegment)GPS信號(hào)接收機(jī)：是一種能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS衛(wèi)星信號(hào)的接收設(shè)備，稱之為GPS信號(hào)接收機(jī)。1.2GPS系統(tǒng)的組成1、GPS信號(hào)接收機(jī)的作用

1）當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時(shí)，接收機(jī)能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止高度角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)。

2）對(duì)所接收到的GPS信號(hào)具有變換、放大和處理的功能，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)射的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和定位。1.2GPS系統(tǒng)的組成2、GPS信號(hào)接收機(jī)的結(jié)構(gòu)GPS用戶設(shè)備主要包括有GPS接收機(jī)及其天線，微處理器及其終端設(shè)備以及電源等。其中接收機(jī)和天線是用戶設(shè)備的核心部分，一般習(xí)慣統(tǒng)稱為GPS接收機(jī)。它的主要功能是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)并進(jìn)行處理和量測(cè)，以獲取導(dǎo)航電文(NavigationMessage)及必要的觀測(cè)量。1.2GPS系統(tǒng)的組成1）天線(前置放大器)：AntennaandPreamplifier

2）信號(hào)處理器：用于信號(hào)識(shí)別和處理；

3）微處理器：用于接收機(jī)的控制、數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航計(jì)算；

4）用戶信息傳輸：包括操作板、顯示板和數(shù)據(jù)存貯器；

5）精密振蕩器：用以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率；6）電源：供電。2、GPS信號(hào)接收機(jī)的結(jié)構(gòu)1.2GPS系統(tǒng)的組成

一般來(lái)說(shuō)，軟件包括內(nèi)軟件和外軟件。所謂內(nèi)軟件是指諸如控制接收機(jī)信號(hào)通道，按時(shí)序?qū)Ω餍l(wèi)星信號(hào)進(jìn)行量測(cè)的軟件以及內(nèi)存或固化在中央處理器中的自動(dòng)操作程序等。這類軟件已和接收機(jī)融為一體。

如果把GPS接收機(jī)作為一個(gè)用戶測(cè)量系統(tǒng)，那么按其構(gòu)成部分的性質(zhì)和功能可分為硬件部分和軟件部分。硬件部分，主要指上述接收機(jī)、天線和電源等硬件設(shè)備，而軟件部分是支持接收機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)其功能，并完成各種導(dǎo)航與定位任務(wù)的重要條件。1.2GPS系統(tǒng)的組成

外軟件主要是指觀測(cè)數(shù)據(jù)后處理的軟件系統(tǒng)，這種軟件一般以磁盤(pán)方式提供。如無(wú)特別說(shuō)明，通常所說(shuō)接收設(shè)備的軟件均指這種后處理軟件系統(tǒng)。

軟件部分是構(gòu)成現(xiàn)代GPS測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分之一。一個(gè)功能齊全、品質(zhì)良好的軟件不僅能方便用戶使用，滿足用戶的多方面要求，而且對(duì)于改善定位精度，提高作業(yè)效率和開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域都具有重要意義。所以，軟件的質(zhì)量與功能已成為反映現(xiàn)代GPS測(cè)量系統(tǒng)先進(jìn)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。1.2GPS系統(tǒng)的組成

外軟件1.2GPS系統(tǒng)的組成

外軟件

外軟件1.2GPS系統(tǒng)的組成3、GPS信號(hào)接收機(jī)的分類

GPS導(dǎo)航與定位技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開(kāi)拓，使得世界各國(guó)對(duì)GPS接收機(jī)的研制與生產(chǎn)都極為重視，目前世界上GPS接收機(jī)的生產(chǎn)廠家約有數(shù)十家，而型號(hào)超過(guò)數(shù)百種。根據(jù)不同的觀點(diǎn)，GPS接收機(jī)可有多種不同的分類，現(xiàn)將其主要分類加以介紹。1.2GPS系統(tǒng)的組成1）按接收機(jī)的載波頻率分類

◆單頻接收機(jī)(SingleFrequencyReceiver)

：?jiǎn)晤l接收機(jī)只能接收L1載波信號(hào)(CarrierSignal)，測(cè)定載波相位觀測(cè)值進(jìn)行定位。由于不能有效消除電離層延遲影響，單頻接收機(jī)只適用于短基線(Baseline)（<15km）的精密定位。1.2GPS系統(tǒng)的組成

◆雙頻接收機(jī)

：(DoubleFrequencyReceiver)雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收L1，L2載波信號(hào)。利用雙頻可以消除電離層對(duì)電磁波信號(hào)的延遲的影響，因此雙頻接收機(jī)可用于長(zhǎng)達(dá)幾千公里的精密定位。

◆多系統(tǒng)（GNSS）接收機(jī)(GPS+BDS+GLONASS+GALILEO

)：利用兩套或多套系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位。1）按接收機(jī)的載波頻率分類

1.2GPS系統(tǒng)的組成2）按接收機(jī)的用途分類

◆導(dǎo)航(Navigation)型接收機(jī)

：

此類型接收機(jī)主要用于運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航，它可以實(shí)時(shí)給出載體的位置和速度。單點(diǎn)實(shí)時(shí)定位精度較低，一般為±25m，但價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛：車載型（用于車輛導(dǎo)航定位）、航海型（用于船舶導(dǎo)航定位）、航空型（用于飛機(jī)導(dǎo)航定位）、星載型（用于衛(wèi)星的導(dǎo)航定位）。由于衛(wèi)星的速度高達(dá)7km/s以上，因此對(duì)接收機(jī)的要求更高。1.2GPS系統(tǒng)的組成

◆測(cè)地(Survey)型接收機(jī)

：主要用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量。這類儀器主要采用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位，定位精度高。儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。

◆授時(shí)(Time)型接收機(jī)

：主要利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行授時(shí)，常用于天文臺(tái)及無(wú)線電通訊中時(shí)間同步。2）按接收機(jī)的用途分類

1.2GPS系統(tǒng)的組成3）按接收機(jī)的通道數(shù)分類

天線信號(hào)通道：當(dāng)GPS接收機(jī)的天線同時(shí)接收多顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，必須首先把這些信號(hào)分隔開(kāi)來(lái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤、處理和量測(cè)，具有這樣功能的器件稱為天線信號(hào)通道(AntennaSignalChannel)。根據(jù)接收機(jī)所具有的通道種類可分為：

◆多通道接收機(jī)：所謂多通道接收機(jī)，即具有多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)通道，而每個(gè)通道只連續(xù)跟蹤一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的接收機(jī)。所以，這種接收機(jī)也稱連續(xù)跟蹤型接收機(jī)。(multi-channel)1.2GPS系統(tǒng)的組成3）按接收機(jī)的通道數(shù)分類

◆序貫通道接收機(jī)：通常只具有1～2個(gè)通道。這時(shí)為了跟蹤多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，它在相應(yīng)軟件的控制下，按時(shí)序依次對(duì)各個(gè)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行跟蹤和量測(cè)。由于對(duì)所測(cè)衛(wèi)星依次量測(cè)一個(gè)循環(huán)所需時(shí)間較長(zhǎng)(＞20ms)，所以其對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤是不連續(xù)的。(sequence)

◆多路復(fù)用通道接收機(jī)：與序貫通道接收機(jī)相似，但對(duì)所測(cè)衛(wèi)星信號(hào)量測(cè)一個(gè)循環(huán)的時(shí)間較短(＜20ms)，可以保持對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的連續(xù)跟蹤。(multiplexchannel)1.2GPS系統(tǒng)的組成4）按接收機(jī)的工作原理分類

◆碼相關(guān)型接收機(jī)：(code-correlatingchannel)其特點(diǎn)是，能夠產(chǎn)生與所測(cè)衛(wèi)星的測(cè)距碼結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼。工作中通過(guò)逐步相移，使接收碼與復(fù)制碼達(dá)到最大相關(guān)，以測(cè)定衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)用戶接收機(jī)天線的傳播時(shí)間。碼相關(guān)型接收機(jī)可利用C／A碼也可利用P碼，其工作的基本條件是必須掌握測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)。所以這種接收機(jī)也稱為有碼接收機(jī)。1.2GPS系統(tǒng)的組成

◆平方型接收機(jī)：利用載波信號(hào)的平方技術(shù)去掉調(diào)制碼，從而獲得載波相位測(cè)量所必需的載波信號(hào)。這種接收機(jī)只利用衛(wèi)星的信號(hào)無(wú)需解碼，因而不必掌握測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)，所以也稱為無(wú)碼接收機(jī)(Codeless)。

◆混合型接收機(jī)：是綜合利用了相關(guān)技術(shù)和平方技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它可以同時(shí)獲得碼相位和精密的載波相位觀測(cè)量，目前在測(cè)量工作中廣泛使用的接收機(jī)多屬這種類型。

hybrid

4）按接收機(jī)的工作原理分類1.2GPS系統(tǒng)的組成4、GPS信號(hào)接收機(jī)的天線

1）天線的作用

把來(lái)自衛(wèi)星信號(hào)的能量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流量，并經(jīng)過(guò)前置放大器送入射頻部分進(jìn)行頻率變換，以便接收機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行跟蹤、處理和量測(cè)。

2）對(duì)天線的要求

◆天線與前置放大器一般應(yīng)密封為一體，以保障在惡劣的氣象環(huán)境下能正常工作，并減少信號(hào)損失；1.2GPS系統(tǒng)的組成

◆天線必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)與屏蔽措施(例如加一塊基板)，以盡可能地減弱信號(hào)的多路徑效應(yīng)、防止信號(hào)的干擾；

◆天線均應(yīng)呈全圓極化。要求天線的作用范圍為整個(gè)上半球，在天頂處不產(chǎn)生死角，以保障能同樣地接收來(lái)自天空任何方向的衛(wèi)星信號(hào)；1.2GPS系統(tǒng)的組成

◆天線的相位中心與其幾何中心之間的偏差應(yīng)盡量小，且保持穩(wěn)定。由于GPS測(cè)量的觀測(cè)量，是以天線的相位中心為準(zhǔn)的，而在作業(yè)中，天線的安置卻是以其幾何中心為準(zhǔn)，所以在天線的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能保持兩個(gè)中心的一致性和相位中心的穩(wěn)定性。1.2GPS系統(tǒng)的組成3）天線的類型

◆單極或偶極天線：屬單頻天線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小的優(yōu)點(diǎn)。通常需要安裝在一塊基板上，以有助于減弱多路徑的影響。

◆四線螺旋形或螺旋形結(jié)構(gòu)天線：也是一種單頻天線，其結(jié)構(gòu)較上述單極或偶極天線復(fù)雜，且在生產(chǎn)中難于調(diào)整。但其增益性良好，一般也不需要底板。1.2GPS系統(tǒng)的組成

◆微波傳輸帶型天線：常簡(jiǎn)稱為微帶天線。這種天線結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單和堅(jiān)固，既可用于單頻也可用于雙頻，天線的高度很低，是安裝在飛機(jī)上的理想天線。這種天線的主要缺點(diǎn)是增益較低。不過(guò)這一缺點(diǎn)可采用低噪聲前置放大器加以彌補(bǔ)。3）天線的類型1.2GPS系統(tǒng)的組成

◆錐形天線：也稱為盤(pán)旋螺線型天線。這種天線可同時(shí)在兩個(gè)頻道上工作，其主要優(yōu)點(diǎn)是增益性好。但由于天線較高，而且螺旋線在水平方向上不完全對(duì)稱，因此天線的相位中心和幾何中心可能不完全重合，這需要在安置天線時(shí)仔細(xì)定向以得到補(bǔ)償?！魩Ф罅魅Φ恼褡犹炀€：簡(jiǎn)稱為扼流圈天線這種天線的主要特點(diǎn)是，可以有效地抑制多路徑誤差的影響；主要缺點(diǎn)是體積較大，重量也較重，主要用于基準(zhǔn)臺(tái)站。1.2GPS系統(tǒng)的組成

天線是接收設(shè)備的重要部件之一，它的品質(zhì)對(duì)于減少信號(hào)損失、防止信號(hào)干擾、提高導(dǎo)航與定位的精度具有重要意義。為此，不斷地完善天線性能，是當(dāng)前天線設(shè)計(jì)中的重要任務(wù)，主要包括4）天線設(shè)計(jì)的任務(wù)用戶部分主控站USCG空間部分地面天線◆加強(qiáng)抗干擾能力，減弱多路徑的影響；◆提高相位中心的穩(wěn)定性；◆改善天線對(duì)不同GPS測(cè)量工作的適應(yīng)性；

◆改進(jìn)天線的生產(chǎn)工藝。1.2GPS系統(tǒng)的組成AntennaThatpartoftheGPSreceiverhardwarewhichreceives(andsometimesamplifies)theincomingL-Bandsignal.Antennascomeinallshapesandsizes,butmostthesedaysuseso-called"microstrip"antennaelements.Thegeodeticantennas,ontheotherhand,mayusea"choke-ring"tomitigateanymultipathsignals.1.2GPS系統(tǒng)的組成1.2.4GPS系統(tǒng)現(xiàn)狀（概況）1、在軌工作衛(wèi)星(/）

目前(2022.02.20)在軌GPS衛(wèi)星共有31顆，其中工作衛(wèi)星30顆，1顆衛(wèi)星不可用。31顆衛(wèi)星中，IIR-M型衛(wèi)星7顆、II-F型衛(wèi)星12顆、II-R型衛(wèi)星6顆，III-A型