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武汉大学 测绘学院 GPS原理及其应用课程组 GPS原理及其应用 (二) GPS原理及其应用 第一章绪 论 1.3 美国政府的GPS政策 1.4 其它卫星导航定位系统 GPS原理及其应用 1.3 美国政府的GPS政策 GPS原理及其应用 美国政府的GPS政策 SPS与PPS SPS 标准定位服务 使用C/A码，民用 2DRMS水平=100 m 2DRMS垂直=150-170 m 2DRMS时间=340 ns PPS 精密定位服务 可使用P码，军用 2DRMS水平=22 m 2DRMS垂直=27.7 m 2DRMS时间=200 ns 绪论 美国政府的GPS政策 GPS原理及其应用 美国政府的GPS政策 SA技术（1990.3.252000.5.1） Selective Availability 选择可用性 人为降低普通用户的测量精度。方法: 技术：降低星历精度（加入随机变化） 技术：卫星钟加高频抖动 （短周期，快变化） AS技术（1994.1.31至今） Anti-Spoofing 反电子欺骗 P码加密，P+WY 绪论 美国政府的GPS政策 GPS原理及其应用 GPS现代化 1999年1月25日，美国副总统戈尔宣布，将 斥资40亿美元，进行GPS现代化。 GPS现代化实质是要加强GPS对美军现代化 战争中的支撑和保持全球民用导航领域中的 领导地位。 绪论 美国政府的GPS政策 GPS原理及其应用 GPS现代化 GPS现代化的内涵： 保护。即GPS现代化是为了更好地保护美方和友 好方的使用，要发展军码和强化军码的保密性 能，加强抗干扰能力； 阻止。即阻扰敌对方的使用，施加干扰，施加 SA，AS等； 保持。即是保持在有威胁地区以外的民用用户 有更精确更安全的使用。 绪论 美国政府的GPS政策 GPS原理及其应用 GPS现代化 GPS现代化第一阶段 发射12颗改进型的BLOCK R型卫星。 GPS现代化第二阶段 发射6颗GPS BLOCK F （“FLite”）。 GPS现代化计划的第三阶段 发射GPS BLOCK 型卫星，在2003年前完成 代号为GPS 的 GPS完全现代化计划设计工作 。 绪论 美国政府的GPS政策 GPS原理及其应用 1.4 其他卫星导航定位系统的概况 GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统GLONASS GLONASS Global Navigation Satellite System（全球导航卫星系统） 开发者 俄罗斯（前苏联） 系统构成 卫星星座 地面控制部分 用户设备 绪论 其它卫星导航定位系统 GLONASS GPS原理及其应用 GLONASS constellation GLONASS satellite P24 绪论 其它卫星导航定位系统 GLONASS 其它卫星导航定位系统GLONASS GPS原理及其应用 GLONASS与GPS的比较 参 数GLONASSNAVSTAR GPS 系统中的卫星数213213 轨道平面数36 轨道倾角64.8 55 轨道高度19100km20180km 轨道周期（恒星时）11h15min12h 卫星信号的区分FDMACDMA L1频率16021615MHz 频道间隔0.5625MHz 1575MHz L2频率12461256MHz 频道间隔0.4375MHz 1228MHz 绪论 其它卫星导航定位系统 GLONASS GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统GLONASS 卫星运行状况 从1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星起 ，至1995年12月14日共发射了73颗卫星。 由于卫星寿命过短，加之俄罗斯前一段时间经 济状况欠佳，无法及时补充新卫星，故该系统 不能维持正常工作。 到目前为止（2006年3月20日）,GLONASS系统 共有17颗卫星在轨。其中有11颗卫星处于工作 状态，2颗备用，4颗已过期而停止使用。俄罗 斯计划到2007年使GLONASS系统的工作卫星数 量至少达到18颗，开始发挥导航定位功能。 绪论 其它卫星导航定位系统 GLONASS GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统Galileo 伽俐略（Galileo）卫星导航定位系统 2002年3月24日欧盟决定研制组建自己的民用卫 星导航定位系统 Galileo系统。 Galileo卫星星座将由27颗工作卫星和3颗备用卫 星组成，这30颗卫星将均匀分布在3个轨道平面 上，卫星高度为23616km，轨道倾角为56。 Galileo系统是一种多功能的卫星导航定位系统 ，具有公开服务、安全服务、商业服务和政府 服务等功能，但只有前两种服务是自由公开的 ，后两种服务则需经过批准后才能使用。 绪论 其它卫星导航定位系统 Galileo GPS原理及其应用 the Galileo satellite constellation P26 其它卫星导航定位系统Galileo 绪论 其它卫星导航定位系统 Galileo GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统Galileo 2005年12月28日第一颗Galileo试验卫星（Galileo In- Orbit Validation Elements-GlOVE-A）成功进入高 度为2.3万Km的预定轨道。2006年1月12日，GlOVE -A已开始向地面发送信号。 这标志着总投资为34亿欧元（约合41亿美元）的计 划已进入实施阶段。到2010年欧洲将发射30颗服役 期约为20年的正式卫星，完成伽利略卫星星座的部 署工作。 伽利略系统建成后，美欧两大相互兼容的导航定位 系统将大大有助于提供导航定位的精度和可靠性。 P28 绪论 其它卫星导航定位系统 Galileo GPS原理及其应用 GIOVE A GIOVE B the GIOVE Satellite P29 其它卫星导航定位系统Galileo GIOVE的主要目标: 频率信号测试； 验证一些关键技术（比如铷原子钟、氢原子钟）； 轨道环境特征测试； 并行2或3通道信号传输测试。 绪论 其它卫星导航定位系统 Galileo GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统北斗卫星导航系统 我国自行研制的两颗北斗 导航试验卫星分别于2000 年10月31日和12月20日从 西昌卫星发射中心升空并 准确进入预定的地球同步 轨道（东经80和140的赤 道上空），此外另一颗备 用卫星也被送入预定轨道 （东经110.5的赤道上空） ，标志着我国拥有了自己 的第一代卫星导航系统 BD1。 绪论 其它卫星导航定位系统 北斗卫星导航系统 GPS原理及其应用 北斗1代卫星导航系统组成图 P32 其它卫星导航定位系统北斗卫星导航系统 “北斗卫星导航系统”系 统是由空间卫星、地面 控制中心站和北斗用户 终端三部分构成。 空间部分包括两颗地球 同步轨道卫星（GEO） 组成。卫星上带有信号 转发装置，完成地面控 制中心站和用户终端之 间的双向无线电信号的 中继任务。 绪论 其它卫星导航定位系统 北斗卫星导航系统 GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统北斗卫星导航系统 用户终端分为 定位通信终端 集团用户管理站 终端 差分终端 校时终端等 绪论 其它卫星导航定位系统 北斗卫星导航系统 GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统北斗卫星导航系统 与GPS系统不同，所有用户终端位置的计算都是在 地面控制中心站完成。因此，控制中心可以保留全 部北斗终端用户机的位置及时间信息。同时，地面 控制中心站还负责整个系统的监控管理。 与GPS、GLONASS、Galileo等国外的卫星导航系 统相比，BD1有自己的优点。如投资少，组建快 ；具有通信功能；捕获信号快等。但也存在着明显 的不足和差距，如用户隐蔽性差；无测高和测速功 能；用户数量受限制；用户的设备体积大、重量重 、能耗大等。 绪论 其它卫星导航定位系统 北斗卫星导航系统 GPS原理及其应用 其它卫星导航定位系统北斗卫星导航系统 B