《GPS原理及其应用》课件

《GPS原理及其应用》PPT课件•GPS概述CONTENTS目录•GPS原理•GPS应用•GPS发展趋势与挑战CHAPTER01GPS概述GPS定义全球定位系统（GPS）是一种基于空间的无线电导航系统，它利用一系列卫星发送的信号来确定地球上任何位置的三维坐标GPS通过接收来自至少四个卫星的信号，计算出接收机至每个卫星的距离，再结合各卫星所处的位置信息，通过计算确定接收机的具体位置GPS发展历程1958年1964年1973年1995年美国国防部将子午仪系美国海军开始研发名为子午仪系统投入使用，统升级为全球定位系统GPS实现全球覆盖，并“子午仪”的卫星导航主要用于军事和民用导（GPS），并开始部署向民用领域开放系统航更多的卫星GPS系统组成空间部分01由24颗卫星组成，其中21颗为工作卫星，3颗为备用卫星这些卫星分布在6个轨道平面上，每个轨道平面有4颗卫星地面控制部分02由一个主控站、一个数据注入站和若干个监测站组成，用于监测卫星运行情况，并向卫星发送控制指令用户部分03包括GPS接收机和数据处理软件等，用于接收卫星信号并计算位置坐标CHAPTER02GPS原理定位原理010203定位原理概述伪距测量位置解算GPS通过接收来自多颗卫利用卫星导航信号的传输通过多颗卫星的伪距测量星的信号，计算信号传播时间来计算卫星至接收机数据，解算出接收机的三时间，从而确定接收机的的距离，即伪距维位置和时间位置信号传信号结构信号传播信号接收GPS信号由导航电文、测GPS信号通过无线电波进接收机通过接收卫星发射距码和载波组成，具有抗行传播，其传播速度为光的信号，进行解码和测量，干扰和抗多路径效应的特速以获取导航和定位信息点轨道与时间系统010203卫星轨道时间系统星历参数GPS卫星沿着近似的圆形轨道运GPS采用协调世界时（UTC）作卫星轨道参数通过星历参数进行行，轨道高度约为20,200公里为时间基准，并通过原子钟实现描述，用于预测卫星位置和运动高精度的时间保持轨迹误差来源与消除误差来源大气误差主要包括信号传播误差、接收机误差和卫星包括电离层和对流层延迟，可通过模型修正误差等和差分技术消除多路径效应接收机误差由于信号反射引起的误差，可通过抗多路径包括时钟误差和定位算法误差，可通过选用天线和差分技术减小高性能的接收机和差分技术改善CHAPTER03GPS应用导航与交通车辆导航航空导航GPS可提供实时路线规划和导航，帮飞机依靠GPS进行精确的起飞、巡航助驾驶员找到目的地，避开拥堵路段和降落导航公共交通调度公共交通系统使用GPS追踪车辆位置，优化路线和发车时间测量与地理信息地理测绘GPS用于地理信息系统的数据采集和更新，提供高精度的地理坐标土地测量GPS用于土地调查、地籍测量和不动产评估，提高测量精度和效率灾害监测GPS用于地震、滑坡等自然灾害的监测和预警系统军事与安全领域导弹定位GPS用于导弹精确制导，提高命中率军事行动策划GPS提供实时位置信息，支持军事行动的策划和指挥紧急救援GPS用于搜救行动，快速定位受困人员其他领域应用农业01GPS在精准农业中用于农田测绘、农机自动驾驶和施肥喷药等科研02GPS用于地球科学、气象学、天文学等领域的研究，提供高精度时间和空间数据体育03GPS用于户外运动和赛事的定位和轨迹记录，提高运动成绩和训练效果CHAPTER04GPS发展趋势与挑战高精度定位技术实时动态差分技术通过实时接收卫星信号和基准站信息，对定位结果进行差分修正，提高定位精度载波相位观测技术利用载波相位观测值进行高精度定位，需要经过数据处理和整周模糊度解算，适用于厘米级甚至毫米级的高精度应用组合导航定位技术结合多种传感器和定位技术，如惯性导航、轮速传感器等，通过数据融合和互补，提高定位精度和可靠性实时动态差分技术概述工作原理应用场景实时动态差分技术是一种实时处实时动态差分技术基于伪距观测广泛应用于测量、导航、定位等理技术，通过实时接收卫星信号值和已知位置信息，通过差分算领域，特别是在需要高精度定位和基准站信息，对定位结果进行法计算出接收机的位置，同时消的场合，如智能交通、无人机、差分修正，以提高定位精度除公共误差，提高定位精度精准农业等全球搜救增强系统概述全球搜救增强系统是一种用于搜救和应急响应的卫星导航系统，能够在紧急情况下提供快速、准确的定位信息工作原理全球搜救增强系统通过接收卫星信号和地面站信息，对遇险人员进行快速定位和跟踪，同时向救援人员提供导航和通信支持应用场景广泛应用于海上、陆地和空中的搜救行动，以及灾难应急响应等场合面临的挑战与前景面临的挑战随着技术的发展和应用领域的拓展，GPS面临着信号干扰、多径效应、高精度定位等方面的挑战同时，与其他导航系统的竞争和技术更新也给GPS带来了压力发展前景未来GPS将继续在导航、定位、测量等领域发挥重要作用，同时随着技术的进步和应用需求的增加，GPS将不断升级和完善，提高定位精度、抗干扰能力、多模融合等方面的性能THANKS感谢观看。