卫星定位导航系统及其应用-期末复习精华版.pdf

"卫星定位导航系统及其应用" 卫星定位导航系统（GNSS）是一种利用导航定位卫星发射的信号来确定载体位置而进行导航的系统。GPS 系统是 GNSS 的一种实现形式，具有全球地面连续覆盖、功能多、精度高（C/A 码、P 码）等特点。 GPS 系统的设计中计划提供两种服务：一种为精密定位服务（PPS），利用 P 码进行定位，只提供给本国及其盟国的军方和得到特许的民间用户使用，估计其定位精度为 10m。另一种为标准定位服务（SPS），利用 C/A 码定位，提供给民间用户使用。由于 C/A 码作为捕获 P 码之前的前导码，是一种粗捕获的明码，因此估计 SPS 的定位精度约为 400m。 美国政府的 GPS 政策：1984 年确立了保护国家安全的两大政策：SA（Selective Availability）政策：降低 C/A 码定位精度；AS（Anti-Spoofing）政策：即防止敌对势力对 P 码信号进行干扰。 GPS 的发展目标：美国政府还希望在 21 世纪内将导航系统全面向基于空间技术的系统转变，为此，需要增强 GPS 的性能，如提高可靠性和精确性，扩大覆盖面积，增强信号强度等。措施包括增加在轨卫星数目、加载第二民用 C／A 码和增设第三民用频率，加强建立民用广域差分系统 WAAS 和军用差分增强系统 WAGE。 GPS 全球定位系统的组成：GPS 系统由三部分组成：空间部分、地面控制部分和用户设备部分。空间部分包括 6 个轨道面，平均轨道高度 20200km，轨道倾角 55°，周期 11 小时 58 分钟。地面控制部分包括主控站、监测站、注入站、通讯与辅助系统监测站等。用户设备部分包括 GPS 信号接收机、天线单元、带前置放大器、接收天线、接收单元、信号通道、存储器、微处理器、输入输出设备和电源等。 地球坐标系：有两种：空间直角坐标系和大地坐标系。空间直角坐标系的优点是：它不涉及参考椭球体的概念，而且在求两点之间的距离和方向时，计算公式十分简单。但其表示点位不够直观，不容易在地图上直接标出。 地图投影及投影变形：将某点的纬度 B 和经度 L 换算为地图坐标 X 和 Y，称为地图投影。地图投影的分类包括等角投影、等面积投影、等距投影、方位投影等。按投影面分有平面、圆锥面、圆柱面等。按中心轴线分有正轴投影、横轴投影、斜轴投影等。高斯投影是目前中国、德国以及俄罗斯等国家均采用的一种投影方式，为横轴、椭圆柱面、等角（正形）投影。