2022年测绘工程专业GPS知识点总结.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第一章1美国的 GPS政策 :(1)SA政策:考虑到 GPS在军事上的庞大应用潜力以及 C/A 码是公开向全球全部用户开放的这一基本政策,为了防止敌对方利用 GPS危害美国的国家安全, 美国国防部从 1991年 7 月 1 日起在全部工作卫星上实施 SA技术;(2)AS政策: AS政策是美国国防部为防止敌对方对GPS卫星进行电子欺诈和电子干扰而实行的一种措施;其详细做法是在 P 码上加上严格保密的 W码,使其模二相加产生完全保密的 Y 码;该措施从 1994 年 1 月 31 日起实施;2全球导航卫星系统(
2、GNNSS)(1)GLONASS(俄罗斯)(2)伽利略卫星导航定位系统(3)我国自行研制组建的北斗卫星定位导航系统(4)美国 GPS ( 5)印度导航卫星系统其次章1什么是时间系统?定义时间系统的基本要素 . 定义:规定了时间测量的标准,包括时刻的参考基准和时间间隔测量的尺度基准;基本要素:守时、授时以准时间频率测量和比对技术;2目前使用较为精准的时间基准有:(1)地球自转周期 它建立了世界所用的基准,其稳固度约为 10 的负 8 次方;(2)行星绕日的公转周期及月球绕地球的公转周期 其稳固度约为 10 的负 10 次方;它建立历书时所用的时间基准,(3)原子中的电子从某一能级跃迁至另一能级时
3、所发出(或吸取)的电磁波信号的振 荡频率 周期 它建立了原子时所用的时间基准,其稳固度约为 10 的负 14 次方;(4)脉冲星的自转周期,最好的毫秒脉冲星的自转周期的稳固度有可能达到 10 的负 19 次方;3世界时、恒星时和太阳时都是以地球自转作为时间基准的;4恒星时:恒星时是以春分点作为参考点的;5真太阳时:真太阳时是以太阳中心作为参考点的,太阳连续两次通过某地的子午圈的时 间间隔称为一个真太阳日;6平太阳时:以地球自转为基础以上述的平太阳中心作为参考点而建立起来的时间系统;7世界时:格林尼治起始子午线处的平太阳时(它是世界统一的时间系统);8儒略日 :是一种不涉及年、月等概念的长期连续
4、的记日法,在天文学、空间大地测量和卫星导航定位中常常使用;(儒略日的起点为公元前4713 年 1 月 1 日 12h,然后逐日累加) ;9 简化儒略日 : MJD是采纳 1858 年 11 月 17 日平半夜( JD=2400000.5 )作为计时起点的 一种连续计时法;10年积日 :是仅在一年中使用的连续计时法;每年的 32 日,依此类推;1 月 1 日计为第 1 日,2 月 1 日为第11 岁差 : 由于天球赤道和天球黄道的长期运动而导致的春分点(天球赤道和天球黄道 的一个交点)的进动;12 章动:由于月球、太阳和各大行星与地球间的相对位置存在周期性的变化,因此作 用在地球赤道隆起部分的力
5、矩也在发生变化,地月系质心绕日公转的轨道面 也存在周期性的摄动,因此,在岁差的基础上仍存在大小和周期各不相同的名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思微小的周期性变化;13章动产生的缘由:这是由于月球绕地球的公转轨道面白道平面与地球赤道平面之间的交角会以18.6 年的周期在18 度 17 分至 28 度 35 分之间来回变化而引起的;14三个天球坐标系及转换关系?(1)真地心天球赤道坐标系(瞬时地心天球赤道坐标系)原点位于地心, X 轴 指向真春分点,Z 轴指向真北天极,Y 轴垂直于
6、X 轴和 Z 轴组成的右手坐标 系;(2)平地心天球赤道坐标系原点位于地心X 轴指向平春分点,Z 轴指向平北天极, Y 轴垂直于X轴和 Z 轴组成的右手坐标系;(3)协议地心天球赤道坐标系 X轴指向 J2000.0 (JD=2451545.0 )时的平春分点, Z 轴指向 J2000.0 时的平北天极,系;15地极:地球自转轴与地面的交点;Y轴垂直于 Z 轴和 X 轴组成右手坐标16极移 :由于地球表面的物质运动(如洋流、海潮等)以及地球内部的物质运动(如地 幔的运动)会使极点(严格的说应当是天球历书极)的位置产生变化;17原子时 :位于海平面上的铯133(Cs133)原子基态两个超精细能级间
7、在零磁场中跃迁辐射振荡 9192631770 周所连续的时间定义为原子时的 1s;18和谐世界时(UTC):和谐世界时的秒长严格等于原子时的秒长,而和谐世界时与世界UTC间的时刻差规定需要保持在0.9s 以内,否就将实行闰秒的方式进行调整;增加 1s 称为正闰秒,削减 1s 称为负闰秒;19 GPS时:是全球定位系统 GPS使用的一种时间系统;它是由 GPS的地面监控系统和 GPS 卫星中的原子钟建立和维护的一种原子时,起点为 1980 年 1 月 6 日 0 h00m0s;20和谐世界时(UTC)与国际原子时的关系(TAI )?由于在 GPS时的起始时刻 1980 年 1 月 6 日, UT
8、C与国际原子时 TAI 以相差 19S, 故 GPS时与国际原子时之间总会有 19s 的差异,即 TAI-GPST=19s;从理论上讲, TAI 和 GPST都是原子时,且都不跳秒,因而这两种时间系统之间严格相差 19s;21 GPS与和谐世界时的关系(UTC)?在起始时刻, GPS时与 UTC对齐这两种时间系统给出的时间是相同的的;由于 UTC 存在挑秒,因而经过一段时间后,这两种时间系统中就会相差 n 个整秒, n 是这段时间内 UTC的积存跳秒数,将随时间的变化而变化;20 GPS测量中采纳的大地坐标系统是什么? WGS84 坐标系第三章1全球定位系统由哪几部分组成,每个部分的作用?(1
9、)空间部分( GPS 卫星)作用: GPS卫星可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文,并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维护系统的 正常运转;(2)地面监控部分作用:跟踪GPS卫星,确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数,进行预报后,再按规定格式编制成导航电文,并通过注入站送往卫星;地面监控 系统仍能通过注入站向卫星发布各种指令,调整卫星的轨道准时钟读数,修复故 障或启用备用件等;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(3)用户部分作用:用GPS接收机来测定从接收机至G
10、PS卫星的距离,并依据卫星星历所给出的观测瞬时卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数;2GPS接收机分类 :( 1)依据用途的不同,GPS接收机可分为导航型接收机、测量型接收机、授时型接收机等;(2)按接收的卫星信号频率数可分为单频接收机和双频接收机等;3GPS卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文三部分组成;4什么叫载波,载波类型及作用?定义:可运载调制信号的高频率振荡波;类型: GPS卫星所用的载波有两个,由于它们均位于微波的L 波段,故分别称为L1 和 L2 载波;作用:在无线电通信中,为了更好地传送信息,我们往往信息调制在高频的载波上然 后再将这些调制波播发
11、出去,而不直接发射这些信息;5测距码 :用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制;上讲属于伪随机躁声码;6码元(比特) :码序列中的每一位二进制数;7码元的宽度:每个码元特续的时间或所对应的距离;GPS卫星中所用的测距码从性质8C/A 码的作用 :(1)捕捉卫星信号:由于 C/A 码的周期仅为 1ms,一个周期中总共只含 1023bit,如以每秒 50bit 的速度进行搜寻,最多只需 20.5s 即可捕捉 C/A 码,然后通过导航电文快速捕捉 P码,因而 C/A 码也称捕捉码;(2)粗略测距:利用C/A 码也可测定从接收机至卫星间的距离,只是由于 C/A 码的码元宽度较宽,用时间表示为 T=1m
12、s/1023=0.977517us ,所对应的距离为 293.052m;9P 码的作用 :由于 P 码的传播速率为C/A 码的 10 倍,达 10.23Mbps,其码元宽度仅为 29.3m;假如测距精度仍按码元宽度的百分之一计,就为 0.29m,可以较精地测定从接收机至卫星的距离,故称为精码;10导航电文 :是由 GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的运行轨道、卫星钟的改 正参数、电离层推迟修正参数及卫星的工作状态等信息的二进制代码,也 称数据吗( D码);11描述导航电文的结构?(见书上 P56)12开普勒轨道根数(所谓轨道根数也称轨道参数),每个参数所确定的轨道的值?(1)升交点赤经
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