gps卫星位置源代码（卫星定位代码）

本篇文章给大家谈谈gps卫星位置源代码，以及卫星定位代码对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

• 1、全球卫星定位系统的缩写是什么?
• 2、GPS卫星位置计算
• 3、全球定位系统（GPS）简介
• 4、谁能解释一下GPS定位系统
• 5、GPS系统的B码是什么?

全球卫星定位系统的缩写是什么?

GPS

GPS是“Global Positioning System"即“全球定位系统”的简称。该系统原是美国国防部为

其星球大战计划投资100多亿美元而建立的。 其作用是为美军方在全球的舰船、飞机导航并指挥陆

军作战。在海湾战争中，涌现了大量高科技装备，而GPS全球卫星定位系统则是使用最广泛的一种。

人们普遍认为是GPS技术在整个海湾战争中充分显示了威力，起了至关重要的作用，从而赢得了战

争的胜利。

GPS全球定位系统是一项工程浩繁、耗资巨大的工程， 被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之

后的第三大空间工程。海湾战争期间，GPS系统尚未完全建成， 初步使用已显神威。随着1993年GPS

太空卫星网的完全建成， 其应用领域不断扩大。而且美国1994年宣布在10年内向全世界免费提供

GPS全球定位系统的使用权。 使世界各国都在争相利用这一系统。

前苏联早在1982年就开始建立自己的全球卫星定位系统。后来，俄罗斯继续执行这一系统工程

计划，到1995年已完成建成。目前这套全球卫星导航系统只由俄罗斯控制使用，未向全世界提供服

务。欧洲联盟考虑到全球卫星定位导航系统的应用前景，也打算建立他们自己的全球卫星定位导航

系统。目前德俄已联合生产了可以同时接收美国GPS和俄国Glonass信号的卫星定位接收器。当前世

界各国对全球卫星定位导航这一高新技术都非常重视，认为其对导航定位和大地勘测技术是一场革

命，其民用潜力相当巨大，经济效益相当可观。

GPS是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统。这24 颗卫星分布在高度

为2万公里的6个轨道上绕地球飞行。每条轨道上拥有4颗卫星， 在地球上任何一点，任何时刻都可

以同时接受到来自4颗卫星的信号。也就是说GPS的卫星所发射的空间轨道信息覆盖着整个地球表面。

GPS卫星定位系统由地面控制站、GPS卫星网和GPS接收机三部分组成。 地面主控站实施对GPS

卫星的轨道控制及参数修正。

GPS卫星位置计算

不好意思，最近有些忙。用户计算时刻t和用户接收机观测时刻一致，就是说接收机观测卫星，计算得到自身坐标，需要用到用户观测时刻的卫星坐标，这就需要星历N文件，找到距离接收机观测时刻最近的toe（星历的参考历元），用它外推出接收机观测时刻卫星坐标，然后用于计算接收机位置。所以你的问题结果o文件里的观测时刻，是有不足之处，望改正。

全球定位系统（GPS）简介

全球定位系统是用人造地球卫星进行点位测量的系统。它广泛用于海空导航、导弹制导、动态观测、时间传递、速度测量、车辆引导等领域。在测绘技术和工程建设方面，不仅在建立大地控制网、全球性的地球参数测量、板块运动状态监测、航空航天参数测定、建立陆地海洋大地测量基准等方面得到应用，而且在工程建设的规划、设计、施工、验收与监测、大型精密设备安装、变形观测、线路测量、精密工程测量等方面也日益广泛地得到引用。

一、GPS测量的优点

GPS是全球定位系统（Global Positioning System）的简称。GPS测量是利用卫星进行定位的一项新的测量技术。与传统的测量技术相比，它具有如下几个方面的优点：

1）用途广。用GPS信号可进行海空导航、车辆引行、导弹制导、精密定位、工程测量、动态观测等。

2）观测简便。测量时，测量员只要将GPS接收机天线单元安置在测站上，接通电源，启动接收单元；在结束测量时，只需量取天线高度，关闭电源便完成野外数据采集。另外，GPS是全天候测量系统，因此，可以在较短时间内以较少人力物力完成外业工作。

3）精度高。用载波相位测量作相对定位，相对定位精度可达到±（5mm+1×10-6·D）（D是比例误差）的距离精度，观测时间小于1h。若采用快速定位方法，观测时间仅需2min左右，即能达到厘米级的定位精度。

4）经济效率高。GPS测量不要求测站之间通视，可以省去常规测量所需的造标费用，又由于GPS测量精度高，作业时间短，因此经济效益十分显著。

二、GPS系统

GPS系统包括下列三大部分。

1.GPS卫星星座（空间部分）

GPS系统包括24颗卫星，均匀分布在6个近似圆形的轨道上，各个轨道平面之间交角为60°，每个轨道上有4颗卫星，轨道距地面高度约20200km，卫星绕地球一周的时间为12h，地球上任何地方在任何时刻都能收到至少4颗卫星发来的信号。

每个GPS卫星连续地发送两个不同频率的无线电波（L1=1575.42MHz，L2=1227.60MHz）。载波上调制了多种信号，最主要的有测距码（P精码、C/A 粗码）和导航电文。测距码用于测量卫星到地面点接收机的距离；导航电文用于计算卫星的轨道参数。

2.地面监控系统（地面控制部分）

GPS卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿着预定轨道运行，都由地面监控系统进行监测和控制。地面监控系统包括一个主控站、3个注入站和5个监测站，分布在美国本土和世界其他地区的美军基地上。

GPS卫星是一种动态的已知点，它是依据卫星发送的星历（描述卫星运动及其轨道的参数）计算而得的。每颗GPS卫星所播发的星历是由地面监控系统提供的。

另外，地面监控系统还监测各颗卫星的时间，并计算它们的有关改正数，进而由导航电文发送给用户，以确保各颗卫星处于同一GPS时间系统。

3.GPS接收机

GPS接收机的主要功能是解码，分离出导航电文，进行相位和伪距测量。GPS接收机从结构来讲，主要由五个单元组成：天线和前置放大器；信号处理单元，它是接收机的核心；控制和显示单元；存储单元；电源单元。

GPS接收机主要用于以下两个方面：

1）静态定位。用户天线在跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，连同GPS卫星在轨的已知位置，可算出固定不动的用户天线的三维坐标。后者可以是个固定点，也可以是若干点位构成的GPS网。静态定位的特点是多余观测量大，可靠性强，定位精度高。

2）动态定位。载体（车辆、船舰、飞机等）上的用户天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球运动，接收机用GPS信号实时地测得运动载体的状态参数。动态定位的特点是逐点测定运动载体的状态参数，多余观测量少，精度较低。

GPS接收机的型号很多，按其所用载波频率的多少可分为用一个载波频率（L1）的单频接收机和用两个载波频率（L1L2）的双频接收机。单频接收机便宜，而双频接收机能消除某些大气延迟的影响。对于边长大于10km的精密测量，最好采用双频接收机，而一般的控制测量，单频接收机就行了。

三、GPS定位的基本原理

GPS测量有伪距与载波相位两种基本的观测量。GPS接收机测量了卫星信号（测距码）由卫星传播至接收机的时间，再乘上电磁波传播的速度，便得到由卫星到接收机的伪距。但由于传播时间含有卫星时钟与接收机时钟不同步误差，以及测距码在大气中传播的延迟误差等，所以求得的伪距并不等于卫星与测站的几何距离。载波相位测量是把接收到的卫星信号和接收机本身的信号混频，再进行相位测量。伪距测量的精度约为一个测距码的码元长度的百分之一，对P码而言约为30cm，对C/A码而言为3m左右。而载波的波长则短得多（分别为19cm和24cm），所以载波相位测量精度一般为1～2mm。由于相位测量只能测定载波波长不足一个波长的部分，因此所测的相位可看成是波长整倍数未知的伪距。

GPS定位时，把卫星看成是动态的已知控制点，利用所测的距离进行空间后方交会，便可得到接收机的位置。

GPS定位包括单点定位和相对定位。

独立确定待定点在WGS-84世界大地坐标系中的绝对位置的方法，称为单点定位或绝对定位。其优点是只需一台接收机即可独立定位；外出观测的组织及实施较为自由方便，数据处理也较简单，但其结果受卫星星历误差和卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响比较显著，所以定位精度较差，一般为几十米。单点定位在船舶、飞机的导航、地质矿产勘探、暗礁定位、海洋捕鱼、国防建设及低精度测量等领域中有着广泛的应用前景。

相对定位是确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（三维坐标差）的一种定位方法。相对定位测量时，许多误差对同步观测的测站有相同的或大致相同的影响。因此，计算时，这些误差可以抵消或大幅度削弱，从而获得很高精度的相对位置，一般精度为几毫米至几厘米。相对定位与单点定位相比，外业观测的组织与实施以及数据处理就复杂一些。相对定位广泛用于大地测量、工程测量、地壳形变监测等精密定位领域。

四、GPS相对定位的主要误差来源

1）时钟误差。卫星上的时钟误差和接收机的时钟误差都是GPS测量的主要误差。

2）卫星位置误差。GPS卫星的位置是依据卫星发送的星历计算而得的，其平均误差约为20mm。令dr为卫星位置误差，则其对相对定位的影响可近似用下式估算，即

建筑工程测量

式中：D——两接收机问的距离；

dD——相对位置误差；

S——接收机到卫星的距离，近似为20000km。

例如dr=20m，对两点相位位置的影响为1×10-6。

3）大气延迟影响。卫星信号要穿过大气层才到达接收机，因此大气对卫星信号有延迟作用（影响其传播速度）。从地面到约50km高空的大气叫对流层，对流层的延迟是大气中气温、气压和湿度的函数，可通过测站上所测量的气象要素进行改正。50km以上高空的大气叫电离层，它的影响用双频接收机的测量结果来改正。

4）多路径误差。经某些物体表面反射后到达接收机的信号和直接来自卫星的信号叠加进入接收机，使测量产生误差。其影响与天线周围环境有关。因此，选择合适的测站位置是减少此项误差的主要措施。

5）观测误差。观测误差与测量所用信号的波长有关。用C/A码和P码做伪距观测，误差分别为3m和0.3m；载波相位测量，误差为1～2mm。

一般来讲，GPS相对定位的精度可表示为

σ2=a2+b2·D2 （6-26）

式中：σ——相对定位中误差；

a——固定误差部分；

b——比例误差部分；

D——两测站间的距离。

复习题

1.经纬仪导线测量的外业工作包括哪些内容？

2.选定导线点时应注意哪些问题？

3.导线与附合导线的计算有哪些异同点？

4.按表6-11已知数据，计算闭合导线各点的坐标值。

表6-11 闭合导线坐标

谁能解释一下GPS定位系统

Global Positioning System

GPS定位系统包括三大部分：空间部分—GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。

GPS卫星星座

GPS工作卫星及其星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度， 即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度， 一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。

在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周， 即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS 卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗， 最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗 GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。但这种 时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时牡己蕉ㄎ徊饬俊?GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。

地面监控系统

对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测 各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和

五个监测站。

GPS信号接收机

GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星 到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置， 位置，甚至三维速度和时间。

静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度 地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的 三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机 所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上 的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地 测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。

接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构 分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说，两个单元一般分成 两个独立的部件，观测时将天线单元安置在测站上，接收单元置于测站附近的适当地方， 用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其安置在测站点上。

GPS接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的 在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。 关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止丢失数据。近几年，国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时，其双频接收机精度可达5mm+1PPM.D，单频接收机在一定距离内精度可达 10mm+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。 目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS和GLONASS 兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。

GPS系统的B码是什么?

是P码吧？即精密测距码。

P码是英文Precision Code的缩写，亦称精测距码，码特性为码率fs1=10.23Mbit／s，完整周期T0=266d。将完整P码分成若干段，分配给24颗卫星，这样，每颗卫星拥有自己的一段截短P码，T1=7d。利用精码（P码）定位，精度达到10米，提供给军方和得到特许的民间用户使用。在GPS试验卫星应用阶段，多次试验表明，实际定位精度远高于此值。利用最简单的C/A码定位精度可达到14米，利用P码定位精度可达到3米。这一现实和设计相矛盾，于是美国政府采用了SA（SelectiveAvailability）政策，人为的将误差引入卫星时钟和卫星数据中，故意降低GPS的定位精度，以防止未经许可的用户把GPS用于军事目的。采用SA政策，规定水平定位精度为100米（2Drms），垂直测量精度为157米（2Drms）。美国国防部常年对SA政策进行检测，并根据形势和需要对部分或全部卫星取消SA政策。SA政策称为有选择可用性，它的目的是使非特许用户不能获得高精度实时定位的方法。它包括对GPS卫星基准频率采用δ技术，对导航电文采用ε技术，对P码采用译密技术。1989年11月，在轨的GPS卫星有两个星期停止工作，利用这两个星期的时间进行高频抖动（δ）技术试验。1990年3月25日到8月29日，不仅进行了δ技术试验，还作了C/A码广播星历精度降低的试验。1991年7月1日开始，全部在轨GPS工作卫星均实施SA技术。SA技术是一种人为干扰。在实施SA技术条件下，工作卫星的定位精度大大降低，GPS信号将发生下列变化：GPS卫星的基准信号（10.23MHz）经过δ技术处理，人为引入一个高频抖动信号。因为基准信号是所有卫星信号（载波、伪噪声码、数据码）的震荡源，故所有派生信号都引入一个“快变化”的高频抖动信号。P码将经过译密技术处理变为Y码。Y码是P码与高度机密的W码模2和形成的。这一过程称为反电子欺骗AS政策(AntiSpoofing)。实施AS技术的目的在于防止敌方对P码进行精密导航定位的电子干扰。当实施AS技术时，非特许用户不仅不能使用P码作实时定位，而且不能进行P码和C/A码码相位测量的联合求解，甚至P码数据平滑。SA和AS技术是各自独立实施的。目前，已经实施SA政策，但GPS联合会办公室人士透露，只有在国家紧急状态下或者短期实验时，才启用W码，实施AS技术GPS信号的第二载波L2设置有三种不同的调制波，并由卫星电文的提示区别。SA政策实施后，由C/A码广播的星历称为C/A码广播星历，经过ε技术处理后，人为的降低精度为100米左右。这种误差不是固定的偏差，而是无规则变化的随机量。目前商用GPS接收机都是工作在C/A码的，只能取得C/A码广播星历。这就是说，实施SA政策后，P码的星历精度对定位精度的影响已从20米提高到5米，但用户得不到，C/A码的星历精度对定位精度的影响从20米降低到100米，这就使得所有商用接收机的定位精度大幅度降低。

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