GPS测量原理与应用第四章

nullnull第四章 GPS卫星导航电文和卫星信号§4-1 GPS卫星导航电文概述： 1.卫星导航电文的内容：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态和C/A码转换到捕获P码的信息。 2.将这些信息以数据，即以二进制码的形式向用户发送，所以导航电文又称为数据码，即D码。 3. D码的基本单位如图所示，是包含1500比特的一个主帧，其传播速率为50bit／s。一个主帧含第l、2、3、4、5个子帧，其中第1、2、3子帧各有10个字码，每个字码为30比特；第4、5子帧各有25个页面，计37500比特。null每一子帧都是以一个遥测码(TLM)和一个转换码(HOW)开始。如图，第一个字码主要是遥测码，其中第1～8比特是同步码，作为识别电文内容的序文；其余主要是供监测站使用的信息。第二个字码为转换码，完成由C／A码至P码的转换，转换的作用是帮助用户从捕获的C／A码转换到对P码的捕获；并以同步进行锁定。其它第三到第十个字码部分为数据块和电文块，第一子帧内为数据块I，第二、三子帧为数据块Ⅱ，第四子帧为电文块，第五子帧为数据块Ⅲ。导航电文格式如图。null(一)数据块I 数据块I主要是卫星时钟校正和电离层校正信息，其中包含指明载波L2的调制波类型、卫星序号、卫星健康状况等的标识码、数据龄期、卫星时钟改正系数等。(二)数据块Ⅱ 数据块Ⅱ表示GPS卫星的星历，是导航定位电文的主要部分，它分三种共17个参数描述卫星的运行及其轨道。具体参数的含义和符号已如前所述。如图null(三)电文块 电文块有25个页面，其分配状况如下： (1)第2、3、·4、5、6、7、8、9、10页面提供第25~32颗卫星的历 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf ； (2)第17页面提供专用电文； (3)第18页面提供电离层改正模型和协调时UTC数据； (4)第25页面提供船颗卫星的防电子对抗特征符、卫星型号和第25—32颗卫星的健康状况； (5）第13、14、15页面为空页； (6)其余11个页面为备用页。null(四)数据块Ⅲ (1)第1—24页面提供第，1—24颗卫星的历书； (2)第25页面提供第1~24颗卫星的健康状况和星期编号。null卫星电文基本构成图nullGPS卫星轨道参数null电文一主帧结构图null导航电文格式null§4-2 GPS卫星信号 GPS卫星播发的信号，包括载波信号、测距码、数据码等多种信号分量，它能满足多用户系统的导航、高精度定位及军事保密的需要。GPS信号的产生、构成和复制等，都涉及到现代数字通讯理论和技术方面的复杂问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，这里不作深入研究，只扼要介绍有关信号的内容、作用及其特点。 一、GPS卫星信号的内容 GPS卫星信号包含载波信号、测距码(包括P码、C／A码)、数据码(导航电文，或称D码)等。 null1．GPS载波信号 GPS卫星信号取无线电波中L波段的两种不同频率的电磁波作为载波，它们的频率和波长分别为： L1=1575.42 MHZ，λ1=19.03 CM L2=1227.60 MHZ，λ2=24.42 CM 在载波L1上调制有C／A码、P码和数据码；在载波L2上只调制有P码和数据码。GPS卫星的测距码和数据码是采用调相技术调制到载波上的，且调制码的幅值只取0或1。null当码值取0时，对应的码状态为+1，而码值取1时，对应的码状态为-1；在载波和相应的码状态相乘后便实现了载波的调制，此时码信号被加载到载波上，经过播发可供用户接收。 2.GPS的测距码 现代数字通讯中，普遍使用二进制数(“0”和“1”)及其组合来表示各种信息，我们称其为码。在二进制中，一位二进制数叫做一个码元或一比特(bit)，每秒钟传输的比特数称为数码率。null GPS卫星所采用的两种测距码，即C/A码和P码(或Y码)均属于伪随机码(PRN)，这种二进制的数码序列不仅具有良好的自相关特性，而且又是一种结构确定；可以复制的周期性序列。 (1)C／A码 C／A码的码长较短，易于捕获，但码元宽度较大，测距精度较低，所以C／A码又称为捕获码或粗码。 C／A码的码长Nu＝210-l＝1023 bit；null码元宽度tu＝１／ｆ１≈0．97752 μｓ(相应距离为293．1m)； 周期Ｔu＝Ｎｕｔｕ＝1 ms； 数码率Ｐu＝1．023 Mbit／s 在GPS导航和定位中，为了捕获C／A码以测定卫星信号传播时间，通常需要对C／A码逐个进行搜索。因为C／A码总共只有1023个码元，若以每秒50个码元的速度搜索，约需20.5s便可达到目的。（初始化，锁定卫星信号的过程）null(2)P码 P码即精密测距码或称精码。它是由两个伪随机码PN1(t)和PN2(t)的乘积得到的。它的特征是： P码的码长Nu≈2.35×1414 bit； 码元宽度tu≈0．097752 μｓ(相应距离为29．3m)； 周期Ｔu＝Ｎｕｔｕ≈267 d； 数码率Ｐu＝10．23 Mbit／s 由于P码的码长为6.19×1012bit，所以采用C/A码的搜索方式是无法实现的。一般都是先捕获C/A码，然后根据导航电文给出的有关信息来实现P码捕获。null实际上P码的周期被分成38部分，每一部分为7d(码长约6．19×1012bit)，其中1部分闲置，5部分给地面监控站使用，32部分分配给不同的卫星。这样，每颗卫星使用P码的不同部分，码长和周期相同，但结构不同。由于P码的码元宽度为C／A码的l／10，如果码元的对齐精度仍为码元宽度的1／10～l／100，则由此引起的距离误差约为2．93～0．29m，仅为C／A码的1／10，所以P码用于精密的导航和定位。 null3．数据码(D码) 数据码即导航电文，它包含着卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正、由C／A码捕获P码的信息等。导航电文亦是二进制数码，依规定的格式组成，按帧向外播送，每帧电文的长度为1500bit，播送速率为50bit／s。 二、卫星信号的结构 如图是GPS卫星信号的构成示意图。图中说明所有信号分量都是根据同一基准频率f0(图中A点)产生的，其中包括载波Ll(B点)，L2(C点)，调制在载波上的调相信号C／A码(D点)，P码(F点)和数据码(G点)，经卫星发射天线(H点)发射的信号分量包括：C／A码信号(J点)，Ll—P码信号(K点)和L2—P码信号(L点)。nullGPS卫星信号构成图null三、测距码的产生 P码由两个伪随机噪声码PNl(t)和PN2(t)的乘积构成。P码的码率为10．23MHz，PNl(t)的周期为1．5s，一周的码位数Nl为 Nl＝10．23×106×1．5＝15．345×106 位 P码的周期为 T＝N/F≈266．401≈38 星期 P码的产生原理如图所示。 null也就是有l023个不同的C／A码。加上PNl、PN2产生的两个m序列，共有1025个周期为1ms、码元数为1023的不同结构的C／A码。C／A码码率为1．023MHz，周期为1ms，一周期内有1023个码位。C／A码由两个1023bit的伪随机码PNl(t)和PN2(t)的乘积构成的Gold码，即C／Ai(t)＝PNl(t) ·PN2(t＋ni (10τ))式中，ni为PNl和PN2 间相位偏置的码元数，其偏置量为ni＝1023，null四、GPS信号的传播 GPS采用了信号扩频技术，即将窄带的数据码Di(t)用卫星地址码——P码或C／A码进行扩频调制，把窄带信号扩展到一个很宽的频带上发射出去，以达到抗干扰、保密和省电的目的。因为卫星是靠太阳能蓄电池工作的，不可能用增大发射功率的方法向用户发射信号，而扩频技术解决了这一问题。另外，采用扩频技术后，信噪比很低，信号被深深埋在噪声之中，不易被人捕获，具有很好的保密性。再则，由于接收机接收信号后，又进行了相关处理，将宽带大大变窄了，改变了信噪比。nullGPS信号的产生§4-3 GPS卫星位置计算§4-3 GPS卫星位置计算 为了计算卫星在WGS84大地坐标系中的位置，首先需要计算卫星在其轨道平面内的位置。此时定义：原点与地心M相重合，x轴指向升交点，y轴在轨道平面内垂直于x轴，我们称其为轨道平面直角坐标系，在卫星坐标计算中，它是一种过渡性的坐标系。下面我们讨论观测瞬间GPS卫星在地固坐标系中坐标的计算方法： null1．计算卫星运行的平均角速度n a为卫星轨道的长半轴，GM为地球引力常数(含大气层)，其值为398600.5×1014m3/s2它们都有确定值。利用导航电文中给出的摄动改正数Δn,则可算出卫星运行的实际平均角速度: n=n0+Δn null2．计算归化时间tk tk＝t- t0e 3．计算观测瞬间的卫星平近点角从Mk Mk＝M0 +ntk 4. 计算偏近点角Ek Ek = Mk +esinEk (Ek, Mk 以弧度计) 从星期日子夜零时开始 度量的星历参考历元参考时刻的平近点角此方程可用迭代解法 进行解算null 5．计算真近点角Vk 6．计算升交距角Φk Φk=Vk+ω ω为卫星电文给出的近地点角距。 7．摄动改正项的计算 近地点角距null8．计算经过摄动改正的升交距角μk、卫星的矢径rk和轨道倾角ikμk =Φk +δμ rk =a(1-cosEk)+ δr ik =i0 +δi +itk null9．计算卫星在轨道平面直角坐标系的坐标 xk=rk cosμk yk=rk sinμk 10．观测时刻升交点经度的计算 =7.29211567×10-5rad/s, 、 、toe 可从卫星电文中获取。 null11．计算卫星在地心固定坐标系中的直角坐标 12．卫星在 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 地球坐标系中坐标的计算 §4-4 GPS接收机及工作原理§4-4 GPS接收机及工作原理一、GPS接收机及其分类 （一）、GPS接收机的基本概念。 GPS用户设备主要包括：GPS接收机及其天线，微处理机及其终端设备以及电源等。而其中接收机和天线，是用户设备的核心部分，一般习惯上统称为GPS接收机。它的主要功能是接收GPS卫星发射的信号，并进行处理和量测，以获取导航电文及必要的观测量。 GPS接收机的结构，大体如图3—10所示，其主要组成部分包括：null ●天线(带前置放大器)； ●信号处理器，用于信号识别和处理； ●微处理器，用于接收机的控制、数据采集和导航计算； ●用户信息传输，包括操作板、显示板和数据存贮器； ●精密振荡器，用以产生标准频率；． ●电源。 null如果把GPS接收机作为一个用户测量系统，那么按其构成部分的性质和功能可分为 ： ●硬件部分：主要系指上述接收机、天线和电源等硬件设备； ●软件部分：而软件部分，是支持接收机硬件实现其功能，并完成各种导航与测量任务的重要条件。一般来说，软件包括内软件和外软件。null(二)、GPS接收机的类型 根据不同的观点，GPS接收机可有多种不同的分类，现将其主要分类加以介绍。 1．根据接收机的工作原理，可分为 ●码相关型接收机： 其特点是，能够产生与所测卫星的测距码结构完全相同的复制码。工作中通过逐步相移，使接收码与复制码达到最大相关，以测定卫星信号到达用户接收机天线的传播时间。 null码相关型接收机，可利用C／A码，也可利用P码，其工作的基本条件是必须掌握测距码的结构。所以这种接收机也称为有码接收机。 ●平方型接收机：它是利用载波信号的平方技术去掉调制码，从而获得载波相位测量所必需的载波信号。这种接收机只利用卫星的信号，无需解码，因而不必掌握测距码的结构，所以通常也称为无码接收机。null ●混合型接收机：它是综合利用了相关技术和平方技术的优点；它可以同时获得码相位和精密的载波相位观测量，目前，在测量工作中广泛使用的接收机，多属这种类型。 2．根据接收机信号通道的类型。可分为 ●多通道接收机：所谓多通道接收机，即具有多个卫星信号通道，而每个通道只连续跟踪一个卫星信号的接收机。所以，这种接收机也称连续跟踪型接收机。null ●序贯通道接收机： 序贯通道接收机，通常只具有1—2个信号通道。这时为了跟踪多个卫星信号，它在相应软件的控制下，按时序依次对各个卫星信号进行跟踪和量测。由于对所测卫星依次量测一个循环所需时间较长(＞20ms)，所以其对卫星信号的跟踪是不连续的。 ●多路复用通道接收机：多路复用通道接收机，与序贯通道接收机相似，一般也只具有1—2个信号通道，在相应软件的控制下，按时序依次对所有观测卫星的信号进行量测。其与序贯通道接收机的区别，主要是对所测卫星信号，量测一个循环的时间较短(≤20ms)，可以保持对卫星信号的连续跟踪。 null3．根据接收的卫星信号频率，可分为 ●单频接收机(L1)：单频接收机，只能接收经调制的L1信号。这时虽然可以利用导航电文提供的参数，对观测量进行电离层影响的修正，但由于修正模型尚不完善，精度较差。所以单频接收机主要用于基线较短(例如＜20km)的精密定位工作。 ●双频接收机(Ll十L2):双频接收机，可以同时接收Ll和L2信号，因而利用双频技术，可以消除或减弱电离层折射对观测量的影响，定位的精度较高。null4．根据接收机的用途，可分为 ●导航型:导航型接收机，主要用于确定船舶、车辆和飞机等运载体的实时位贸和速度，以保障这些载体按预定的路线航行，或选择最佳航行路线。导航型接收机，一般采用以测码伪距为观测量的单点实时定位，或实时差分GPS(RTDGPS)定位，精度较低。 ●测量型:测量型接收机，主要是指适于进行各种测量工作的接收机。这类接收机，—般均采用载波相位观测量进行相对定位，精度很高。观测数据可测后处理或实时处理(采用RTK技术)，因此需配有功能完善的数据处理软件。测量型接收机与导航型接收机相比。其结构复杂，价格较贵。 null ●授时型:所谓授时型接收机，主要用于天文台或地面监控站，进行时频同步测定。 二、GPS接收机通道的概念 接收机的信号通道，可以理解为GPS卫星发射的信号，经由天线进入接收机的“路径”。它的主要作用是跟踪、处理和量测各卫星，以获得定位所需要的数据和信息。通道是由硬件和相应的控制软件组成的。每个通道，在某一时刻只能跟踪一颗卫星的一种频率信号。null 当接收机需同步跟踪多个卫星信号时，原则上可能采用两种跟踪方式，其一是接收机具有多个分离的硬件通道，每个通道都可连续地跟踪一个卫星信号；其二是一个信号通道，在相应软件的控制下，跟踪多个卫星信号。1、序贯通道 序贯通道，可对进入该通道的卫星信号，在软件的控制下按时序依次进行跟踪和量测，其对所测卫星信号量测一个循环，所需时间大于20ms。null 根据量测的速度，这种通道又分为快速序贯通道和慢速序贯通道。快速序贯通道对进入该通道的所有卫星信号，依次量测一次所需时间为数秒钟。而慢速序贯通道则需数分钟。由于序贯通道在对多个卫星信号依次进行量测时，其在不同信号之间的转换率，与导航电文的比特率（50比特／秒或20ms)，是不同步的，所以序贯通道在对一个卫星信号测量时，将要丢失其它一些卫星信号的信息，无法获得卫星的完整导航电文。因此，一个序贯通道接收机，一般都需要一个额外的通道来获取电文。 序贯通道的优点是 ●硬件通道数少。结构简单，因而有利于减小接收机的体积和重量； ●由于采用单通道，各卫星信号在通道中的延迟都是相同的，不存在信号间的路径偏差。null序贯通道的缺点是 ●不能同时接收卫星导航电文； ●通道的控制软件较为复杂； ●难于保持载波信号的连续跟踪； ●对L1，L2信号的测量不同步，因而会降低电离层折射改正的精度。null2、多路复用通道 与贯序通道相类似，多路复用通道，同样对进入该通道的所有卫星信号，在相应软件内控制下，按时序依次进行量测，但其量测一遍的总时间小于或等于20ms。由于多路复用通道，对卫星信号一次量测的时间很短，能在不同的卫星信号之间，以及两个频率Ll和L2信号之间，进行高速的转换，转换的速率同导航电文的比特率(20ms)同步，所以这种通道，不仅能同时获得所跟踪卫星的完整导航电文，而且可以连续地跟踪载波信号，实现对载波相位的连续量测。其主要缺点是，信噪比相对于以下将介绍的多通道接收机为低，通道的控制软件也比较复杂。null 3、多通道 具有四个及四个以上信号通道，且每个通道只连续跟踪一个卫星信号的接收机，称为多通道接收机。 这种多通道接收机的主要优点是，能够不间断地跟踪每个卫星信号，从而可连续地对卫星信号的测距码和载波进行量测，且具有较好的信噪比。其主要缺点是，各通道间存在信号延迟的偏差，必须进行比对和改正；另外，由于通道数较多，结构较为复杂，不利于减轻接收机的重量和体积。因为多路复用通道和多通道，可以不间断地跟踪各卫星信号，所以它们又称为连续跟踪型通道，而序贯通道则称为非连续跟踪型通道。null三、GPS接收机的组成及基本工作原理 1、GPS接收机组成 GPS接收机主要由：接收机天线单元、接收机主机单元和电源三部分组成，接收机主机由变频器、信号通道、微处理器、存储器及显示器组成。如图所示。 2、 GPS接收机天线 对GPS接收机天线的要求：null ●天线与前置放大器，一般应密封为一体，以保障其在恶劣的气象环境下，能正常工作，并减少信号损失； ●天线均应呈全圆极化。要求天线的作用范围为整个上半球，在天顶处不产生死角，以保障能同样地接收来自天空任何方向的卫星信号； ●天线必须采取适当的防护与屏蔽措施(例如加一块基板)，以尽可能地减弱信号的多路径效应、防止信号的干扰；null ●天线的相位中心，与其几何中心之间的偏差应尽量小，且保持稳定。由于GPS测量的观测量，是以天线的相位中心为准的，而在作业中，天线的安置却是以其几何中心为准，所以在天线的设计中，应尽可能保持两个中心的一致性和相位中心的稳定性。 天线的类型 GPS接收机的天线有多种类型，其基本类型(见图3-15)如下： ①单极或偶极天线null 这种天线属单频天线，具有结构简单，体积小的优点。通常需要安装在一块基板上，以利于减弱多路径的影响。 ②四线螺旋形或螺旋形结构天线：这种天线也是一种单频天线，其结构较上述单极或偶极天线复杂，且在生产中难于调整。但其增益性良好，一般也不需要底板。 ③微波传输带型天线：微波传输带型天线，常简称为微带天线。这种天线结构最为简单和坚固，即可用于单频也可用于双频，天线的高度很低，是安装在飞机上的理想天线。这种天线的主要缺点是增益较低。不过这一缺点，可采用低噪声前置放大器加以弥补。null④锥形天线：锥形天线也有的称为盘旋螺线型天线。这种天线可同时在两个频道上工作，其主要优点是增益性好。但由于天线较高，而且螺旋线在水平方向上不完全对称。 天线是接收设备的重要部件之一，它的品质对于减少信号损失，防止信号干扰和提高定位的精度，具有重要意义。null3、接收机工作原理 1）码相关型通道 以码相关技术为根据，处理和量测卫星信号的通道，称为码相关型通道。该通道主要由码跟踪回路和载波跟踪回路组成(见图3—12)。其中码跟踪回路，用于从C／A码或P码中提取伪距观测量，同时对卫星信号进行解调，以获取导航电文和载波。该回路中的伪随机噪声码(PRN)发生器，在接收机时钟的控制下，可产生一个与卫星发射的测距码结构完全相同的码，即复制码。在相关器中，对接收到的卫星测距码和接收机的复制码进行相关 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，当两信号之间达到最大相关时，便可测定出两信号间的时间延迟，即卫星发射的码信号到达接收机天线的传播时间。null 上述两信号达到最大相关时，一般叫做锁定信号。这时如果把卫星信号和复制码混频，并将混频后的信号，通过带通滤波器，消去卫星信号中的伪随机噪声码，便可获得仅具有数据码(导航电文)和载波的信号。 载波跟踪回路，利用压控振荡器，可使接收机振荡器所产生的参考载波相位，与接收的载波相位保持一致，而当两信号的相位一致时，载波跟踪回路便锁住了载波信号，这时通过对载波信号的量测，便可进一步获得载波相位的观测量。null 码相关通道的主要优点是，既可进行伪距测量，又可进行载波相位测量、并能获得导航电文。除此还具有良好的信噪比。因此，目前GPS接收机都普遍采用这种通道。 码相关通道的主要缺点是，用户必须掌握伪随机码的结构，以便接收机能够加以复制产生所谓复制码。但由于美国政府对P码(或Y码)的保密性政策，所以一般用户无法采用码相关技术获得L2载波的观测值，因而不能通过双频技术来减弱电离层折射的影响。这时，为了获得L2载波的相位观测量，只有利用平方技术。null 2）平方型通道 以平方技术为根据，处理和量测卫星信号的通道，称为平方型通道。为了克服美国政府对GPS用户的限制政策，利用GPS进行精密的定位工作，美国学者康瑟曼(Counselman，1982)曾提出了处理卫星信号的平方技术，并在早期的Macrometer V—1000接收机中获得了成功的应用。 平方技术的基本思想，是将接收的卫星信号通过自乘，去掉载波上的调制码，得到一个载波的二次谐波，以用于载波相位测量。null 图3—13为平方型通道的工作示意图。其中本机振荡器产生一个参考载波信号，经倍频后再与接收的卫星信号混频。即可得到一个频率较低的信号，将该信号平方后，便产生了一个消去调制码的纯载波信号。 3）码相位型通道 与平方型通道相似，码相位通道也无需掌握测距码的结构，而能进行码相位量测。平方通道可以获得载波相位的量测值，而码相位通道则可获得测距码相位的量测值。null 测距码相位的量测，使用了在数字化通信系统中提供信号同步，或比特同步的自相关技术或互相关技术。其工作原理如图3-14所示。这时，接收到的卫星信号与接收机产生的参考载波信号混频后，可产生一频率较低的信号，将该信号延迟半个码元宽度(C／A码为487ns，P码为49ns)，再将延迟前后的信号送入乘法器，并经带通滤波后，便可获得一个频率与码频率相同的正弦波信号(频率为1.023MH2或10.23MH2)。 码相位测量，是利用时间间隔计数器实现的。而该计数器是由接收机钟的秒脉冲来启动，并通过上述正弦波的正向零通过来中止的。利用这种方法，可测定所述正弦波相位中不足整周的小数部分。而码相位的整周数尚是未知的(C／A码的波长为293m，P码约为29.3m)，还需利用其它方法解算。null 码相位型通道的优点与平方型通道一样，无需了解测距码的结构，而可以利用码相位观测量进行定位工作。其缺点也是无法获得卫星导航电文和时间信息。另外，由于码相位通道，测量的是测距码相位，所以其观测量的精度较平方型通道为低。利用码相位通道的接收机，可以美国的ISTAC一2002为代表。 目前，测量型GPS接收机的通道，普遍综合采用了相关技术与平方技术。这种接收机综合了码相关型通道和平方型通道的优点，可以提供多种定位信息，如测码伪距、载波相位观测量、导航电文和时间信息。这对于精密定位工作具有重要意义。nullGPS接收机原理图nullnullnullnullnull（一）GJS200静态接收机简介 GJS200测量型GPS接收机是北京博飞仪器股份有限公司与清华大学联合研制的系列测量型GPS接收机的一种，它除具有静态及快速静态测量功能外，还具有实时差分测量的功能（如图3-19）。其主要技术指标如下： 1．基本特性 单频、8通道、L1载波相位+C／A码接收卫星载止高度角，用户任意设置。四、GPS接收机简介null 2．静态精度 静态 5mm十1Ppm×D 快速静态 10mm十1pPmxD（D为基线长度） 实时差分1—2m 3．采样间隔静态及快速静态1——99S，实时差分1—999S 4．接口特征 显示屏幕 宽温LCD，带背景光、亮度可调，显示信息（静态及快速静态）。null 世界时时钟、卫星跟踪状态测站经度、纬度及大地高、接收历元个数、定位精度因子。 实时差分：测站坐标(B、L、H) 实时差分数据链：电台25W 作用距离40km 内存2MB(可根据用户需要扩充) 5．测量距离 静态快速静态15Km 实时差分40Kmnull（二）南方NGS-200 GPS接收机简介 南方NGS-200型GPS接收机是单频测量型接收机，采用美国原装进口接收板，适于二等以下等级控制测量和城市导线测量、勘界测量等工作。 主要性能特点： ● 单频，8通道； ● 灵敏度高，接收信号快；null ● 一般定点时间在30分钟左右，静态精度±(5mm+2ppm•D) ； ●快速静态定位时间为10分钟左右，精度为±(5mm+2ppm•D) ● 作用距离为50km以内； ● 可与天宝（Trimble）、阿士泰克（Ashteh）、日本索佳等同时混用； ● 用户可自定义坐标参数、椭球长半轴、扁率、投影高、投影方式等，可进行三维、二维平差、水准高程拟合等。 系统构成：接收机天线、数据采集器、对点器、基座、电池、电缆、脚架等。null（三）诺瓦泰Smart 2100接收机简介 加拿大BAE SYSTEMS公司的 Smart Type 2100 是一个适用于恶劣环境的GPS天线一体机，是特别为苛刻跟踪条件而设计的。其良好的密封封装满足甚至超过了美国军队标准MIL-STD-810E。接收机底部采用固态铝以确保高温下稳定工作。 其 GPS 接收部分为高性能的12通道全视野“All in view”特性，该接收机是基于加拿大马克尼公司设计的功能强大的芯片。接收机功耗仅 1.5 W。null其主要特点: 1．专为恶劣环境设计 (满足 MIL-STD-810E 军标标准)； 2．大范围输入电压：8VDC 到 36VDC：极性反接保护和 SAE1455 卸载保护 3．DGPS 信号输入和内部 WAAS 选件； 4．基于 WAAS DGPS 修正的 RTCM-104 DGPS 修正值输出； 5．军品设计；null 性能指标: ● 基本特性 12 并行跟踪通道 ● L1频率 1,575.42MHz ● C/A code l.023 MHz 码率，码和载波相位跟踪 ● 灵敏度 -143dBm (天线输入电平) ● DGPS 软件标准 ● 定位精度小于 1m(CEP),DGPS；小于16m(CEP),无SA；小于40m(CEP)，有SA。 null ● 静态基线测量精度：5mm+1ppm ● 首次定位时间热启动：15 秒 典型，有当前历书，位置，时间和卫星星历 温启动：45 秒 典型，有当前历书，位置，时间 冷启动：2 min 典型，没有历书，位置和时间等信息 ● 串形通信接口 RS-232 异步数据口；IN/OUT 外加 DGPS 输入；标准 9,600 baud (从300 到19,200 baud 用户可选)；RS-422/485 版本也可用 null ● 输入信息主要：NMEA/CMC binary --- 设置高度，位置，日期和时间；输出信息和输出率 可选；DGPS:RTCM SC-104----信息格式 1，2，3，9，16。 ● 输出信息Tx l：NMEA----GGA，GSA，GSV, RMC，VTG, ZDA，GLL和专有信息；TX l： CMC binary----NMEA 所有有效信息以及星历，通道分配，自测结果(BIT) 。null 环境指标： 工作温度： -30℃～+75℃(标准)、 -40℃～+85℃(可选扩展温度范围元件) 储存温度： -55℃～+90℃湿度：MIL-STD 810E 方法507.3，程序I,II，III．(95%) 防水：MIL-STD 810E 方法512.3(相当于浸水6英尺，30分钟) 防盐雾：MIL-STD 810E，方法509.3(48小时) 防化：天线所用材料和重型卡车运输中的化学物质相容null防尘沙： 暂态保护数据和电源暂态保护： (600w，1ms) 紫外线保护： ASTM G53-88 适用高度： -10,000 ft ～ 25,000 ft(-3,000 m ～ 8,000m)，采集器采用HP Jorada545 掌上电脑 工作温度：-10℃～+45℃，该机型是目前市场上唯—被美国军方采用的掌上电脑，按照军标设计。 标准配置：主机三台null（四）华测X20 GPS接收机简介 华测X20型GPS接收机是单频测量型接收机，采用美国原装进口接收板，适于二等以下等级控制测量和城市导线测量、勘界测量等工作。 主要性能特点： ● 单频，12通道； ● 灵敏度高，接收信号快；null作业二1、简述GPS卫星导航电文中第一数据块、第二数据块和第三数据块的内容包括那些？ 2、 GPS卫星导航电文主要包括 、 、 、 以及 。 3、 GPS卫星的测距码和数据码是采用 技术调制到载波上的。 4、写出卫星位置计算过程。 5、GPS接收机的分类有那些？如何分类？简述接收机工作原理。null实验一：GPS接收机认识和使用一、实习目的与要求 ⒈初步了解GPS接收机的构造； ⒉掌握GPS接收机的操作方法和基本功能，初步掌握仪器的安置方法。 二、实习时数 2学时。null三、实习步骤及要点 ⒈集中听指导教师讲解和演示，熟悉各部件的功能及使用方法； ⒉将仪器取出，安置在脚架上，正确连接电源线、天线信号传输线，量取仪器高度； ⒊检查确认无误，打开电源，输入测站编号、仪器高，选取采样适当的间隔及卫星高度角，确认； ⒋熟悉接收机显示屏上面显示的各种数据的含义，掌握各对制动和微动旋钮的作用和使用方法，观测50分钟，按Esc，然后按F1确认，正常退出后，关机。然后到室内传输数据，初步进行基线解算。null四、仪器及工具 ⒈GPS接收机6台2套； ⒉纪录纸、铅笔、计算器等工具自备。 五、注意事项 ⒈GPS接收机是精密电子设备，一定要轻拿轻放，装仪器的旅行箱要用手提起走路，避免拖拉行进； ⒉严格按照操作程序进行，在接通电源之前认真检查各种线路是否连接正确，以防烧毁部件； ⒊仪器开箱后，仔细观察仪器在箱中的摆放放项，以便装箱时能顺利装入。 nullnullnullnull