GPS定位系統(tǒng)到底是由哪幾部分組成?歐源通科技小編接下來詳細為大家介紹下GPS定位系統(tǒng)的組成部分,以解答大家心中的疑惑。
GPS定位系統(tǒng)包括空間星座部分(GPS衛(wèi)星星座)、地面監(jiān)控部分和用戶設備部分(GPS信號接收機),三大部分之間應用數字通信技術聯絡傳達各種信號信息,靠各種計算軟件處理繁復的數據,最后由用戶接收信號解決導航定位問題。
GPS定位系統(tǒng)由哪幾部分組成?(一)——空間星座部分
GPS空間星座部分由若干在軌運行衛(wèi)星構成,提供系統(tǒng)自主導航定位所需的無線電導航定位信號.GPS衛(wèi)星是空間部分的核心,其主體呈圓柱形,兩側設有兩塊雙葉太陽能板,能自動對日定向,以保證衛(wèi)星的正常工作用電。每顆衛(wèi)星裝有微處理器和大容量存儲器,采用高精度原子鐘(物鐘、絕鐘甚至氫鐘)為系統(tǒng)提供高穩(wěn)定度的信號頻率基準和高精度的時間基準。
GPS衛(wèi)星的基本功能是:接收和儲存由地面監(jiān)控站發(fā)來的導航信息,接收并執(zhí)行監(jiān)控站的控制指令;通過微處理機進行部分必要的數據處理;通過高精度的原子鐘提供精密的時間標準和頻率基準;向用戶發(fā)送導航電文和定位信息;通過推進器調整衛(wèi)星的姿態(tài)和啟用備用衛(wèi)星。
GPS設計星座由24顆衛(wèi)星組成,其中包括3顆備用衛(wèi)星。軌道平均高度約為20200km的衛(wèi)星均勻分布在6個軌道面內,每個軌道面上分布有4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角約為55°,各軌道面升交點赤經相差60°,在相鄰軌道上,衛(wèi)星的升交距角相差30°。
20000km高空的GPS衛(wèi)星屬于高軌衛(wèi)星,由于其對地球重力異常的反應靈敏度較低,故常作為具有精確位置信息的高空觀測目標,通過測定至少4顆衛(wèi)星與用戶接收機之間的距離或距離差來完成定位任務.GPS衛(wèi)星的運行周期11h58min,這樣,對于同一測站而言,每天將提前4min見到同一顆衛(wèi)星。位于地平線以上的衛(wèi)星數隨時間和地點的不同而異,最少4顆,最多12顆,這保證了在地球上任何地點、任何時刻均至少可以同時觀測到4顆GPS衛(wèi)星,且衛(wèi)星信號的傳播和接收不受天氣的影響,因此,GPS是一種全球性、全天候、連續(xù)實時的導航定位系統(tǒng)。
GPS定位系統(tǒng)由哪幾部分組成?(二)——地面監(jiān)控部分
GPS的地面監(jiān)控部分主要由分布在全球的1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站組成。主控站位于美國科羅拉多斯普林斯(Colorado Springs)的聯合空間執(zhí)行中心(CSOC),是地面監(jiān)控系統(tǒng)的調度指揮中心,主要設備為大型電子計算機。主控站的主要任務是根據本站和各監(jiān)測站的全部觀測資料,推算衛(wèi)星星歷、狀態(tài)數據和大氣層改正參數等,編制成導航電文,傳送到注入站;推算各監(jiān)測站、GPS衛(wèi)星的原子鐘與主控站的原子鐘的鐘差,并把這些鐘差信息編入導航電文,為系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準;調度衛(wèi)星(調整失軌衛(wèi)星、啟用備用衛(wèi)星)。
3個注入站分別設在南大西洋的阿松森群島(Ascension)、印度洋的迭戈伽西亞(DiegoGarcia)和南太平洋的卡瓦加蘭(Kwajalein)3個美國軍事基地上。注入站的主要任務是在主控站的控制下,將主控站推算和編制的導航電文和其他控制指令注入相應GPS衛(wèi)星,并且監(jiān)測注入信息的正確性。
5個監(jiān)測站除位于主控站和3個注入站外,還包括設在夏威夷島的監(jiān)測站。監(jiān)測站利目雙頻GPS接收機對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測,監(jiān)控衛(wèi)星工作狀態(tài);利用高精度原子鐘,提供時間標準;利用氣象數據傳感器收集當地的氣象資料。監(jiān)測站自動完成數據采集,并將所有數據通過計算機進行存儲和初步處理,傳送到主控站,用于編制衛(wèi)星導航電文。
GPS定位系統(tǒng)由哪幾部分組成?(三)——用戶設備部分
GPS天線接收機硬件、軟件、微處理機及其終端設備構成用戶設備部分.GPS接收機硬件主要包括天線、主機和電源,軟件分為隨機軟件和專業(yè)GPS數據處理軟件,而微處理機則主要用于各種數據處理。
利用GPS天線接收機接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號,解譯GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導航電文,即可獲得必要的導航定位信息和觀測信息,并經數據處理軟件的處理未完成各種導航、定位、授時任務。
GPS接收機根據接收的衛(wèi)星信號頻率數,可分為單頻接收機和雙頻接收機;根據用途的不同,可分為導航型接收機、測量型接收機和授時型接收機;根據信號通道類型的不同,可分為多通道接收機、序貫通道接收機和多路復用通道接收機.GPS用戶可根據不同要求,選擇不同接收設備。目前,各種類型的GPS接收機日趨小型化,更加便于野外作業(yè)。
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