GNSS原理及其应用 课件 第一章 绪论(前两节)

热烈欢迎大家来到GNSS原理及其应用测绘工程专业考核方法平时成绩：40%(课程+MOOC)笔试成绩：60%注意笔记主要参考教材教材:余学祥,董斌,吕伟才,王潜心,刘辉,邓健,王新志,姚一飞.《GNSS导航定位原理与应用》[M](高等教育“十三五”规划教材).徐州:中国矿业大学出版社,2020.08.参考教材：

[1]余学祥,王坚,刘绍堂,吕伟才,柯福阳,刘辉,赵兴旺.GPS测量与数据处理[M](高等教育“十二五”规划教材).徐州:中国矿业大学出版社,2013.10[2]余学祥,董斌,高伟,吕伟才,陶庭叶,刘辉,胡洪,柯福阳.《卫星导航定位原理及应用》习题集与实验指导书[M].徐州:中国矿业大学出版社,2015.09[3]余学祥,吕伟才,柯福阳,王磊,赵兴旺,刘超,王胜利,张翠英.煤矿开采沉陷自动化监测系统[M].北京：测绘出版社,2014.11[4]余学祥,徐绍铨,吕伟才.GPS变形监测数据处理自动化——似单差法的理论与方法.徐州：中国矿业大学出版社,2004.10.[5]吕伟才,余学祥,张翠英,王文波,方新建,柯福阳.基于GNSS/GIS的土地集约利用信息管理系统研究与实践[M].徐州：中国矿业大学出版社,2016.12[6]《卫星导航定位原理与应用》MOOC课程:

/index/Orgclist/course?cid=39116主要参考教材主要参考教材[1]北斗卫星导航系统

/[2]中国卫星导航系统管理办公室测试评估研究中心:

/[3]精密星历数据下载/pub/products//pub/gps/products/mgex/[4]美国国家大地测量局：NationalGeodeticSurvey(NGS)

/[5]InternationalGNSSService

/相关学习网站[6]GPSCalendar:

/CORS/Gpscal.html

查询观测0-files文件所在的GPS周天，年积日，UTC之间的关系。[7]IGS跟踪站O-files数据:

/pub/rinex/

或/pub/gps/data/daily/

或ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/[8]导航电文brdc文件:/pub/gps/data/daily/yyyy相关学习网站0课程地位0.1北斗三号全球卫星导航系统建成0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”0.3测绘类专业的核心课程之一0.4部分相关科研项目三有、三进、三到0.1北斗三号全球卫星导航系统建成2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。0课程地位习近平出席北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式并宣布正式开通

北斗闪耀，泽沐八方。北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式2020年7月31日上午在北京举行。

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席仪式，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通并参观北斗系统建设发展成果展览展示，代表党中央向参与系统研制建设的全体人员表示衷心的感谢、致以诚挚的问候。中共中央政治局常委、国务院总理李克强，中共中央政治局常委、国务院副总理韩正出席仪式。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成2020年8月3日上午，北斗三号全球卫星导航系统建成开通新闻发布会在国务院新闻办公室召开。中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其，北斗系统工程副总设计师、北斗三号工程卫星系统总设计师谢军，北斗三号工程卫星系统总设计师林宝军，北斗三号工程运控系统总设计师陈金平出席本次新闻发布会，介绍北斗三号全球卫星导航系统建成开通有关情况。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成

攻坚克难，完美收官。北斗三号2009年11月启动建设。10余年来，工程建设历经关键技术攻关、试验卫星工程、最简系统、基本系统、完整系统五个阶段，提前半年完成全球星座部署，开通全系统服务。建成即开通、开通即服务。

一是攻克关键核心技术，实现自主可控。400多家单位、30余万科技人员集智攻关，攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术，突破500余种器部件国产化研制，实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。二是发挥举国体制优势，高效完成组网。一、工程建设提前半年完成，彰显中国速度0.1北斗三号全球卫星导航系统建成二、系统功能强大性能一流，展现中国品质追求卓越，世界一流。

一是系统功能强大。北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能，可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务，是功能强大的全球卫星导航系统。

二是性能指标先进。全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%，亚太地区性能更优。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成三、综合效益显著成果丰硕，凝结中国智慧国之重器，利国惠民。北斗系统已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，融入电力、金融、通信等国家核心基础设施建设。大部分智能手机均支持北斗功能，支持北斗地基增强高精度应用的手机已经上市。构建起集芯片、模块、板卡、终端和运营服务为一体的完整产业链。10年来我国卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长20%以上，2019年达到3450亿元，2020年有望超4000亿元。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成四、打造综合定位导航授时体系，再续中国创造

秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”的发展理念，大力弘扬“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，服务全球，造福人类！

2035年前将建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系，为未来智能化、无人化发展提供核心支撑，持续推进系统升级换代，融合新一代通信、低轨增强等新兴技术，大力发展量子导航、全源导航、微PNT等新质能力，构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高智能、高安全、高效益的时空信息服务基础设施。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成

《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书（2022）》（2022年5月18日发布）显示,2021年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达4690亿元人民币，较2020年增长16.29％。其中,包括与卫星导航技术研发和应用直接相关的产业核心产值为1454亿元，在总产值中占比31%，安徽2020年卫星导航相关产业总体产值约为100亿元。预计到2025年，我国卫星导航位置服务总体产值将突破1万亿元大关，安徽相关产业总体产值可望突破800亿元。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成

当前，我国卫星导航与位置服务领域企事业单位总数量保持在14000家左右，从业人员数量超过50万。截至2021年底，业内相关上市公司（含新三板）总数为90家，上市公司涉及卫星导航与位置服务的相关产值约占全国总体产值的8.7％左右。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成0.1北斗三号全球卫星导航系统建成☆北斗系统在交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业领域，以及电力、水利、通信基础设施建设等方面，已逐步形成深度应用、规模化发展的良好局面，正在全面赋能各行各业并实现显著效益。北斗也正在成为智能手机、可穿戴设备等大众消费产品定位功能标准配置。“天地四方曰宇（界），往古来今曰宙（世）。”宇宙（世界），时空也。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成

☆当前我国卫星导航与位置服务产业以技术体系创新和应用模式创新为主线，积极推动“北斗＋”融合创新和“＋北斗”时空应用发展，在推进传统基础设施和新型基础设施建设，打造系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系，打造智能交通、智慧能源、智慧农业及水利、智能制造、智慧教育等数字化应用场景等方面，已发挥出重要的时空赋能作用，加快推动了产业数字化，为我国数字经济的发展赋予强大的生命力。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成☆2021年高精度市场持续发展，国内厘米级应用高精度芯片、模块和板卡年内总出货量超过120万片，主要应用场景包括无人机、农机自动驾驶、智慧施工、测绘仪器、机器人、智能网联汽车等，高精度应用明显呈现泛在化和规模化趋势。国内市场各类高精度应用终端总销量接近170万台/套，其中应用国产高精度模块和板卡的终端已超过80％；高精度天线出货量接近170万只。高精度相关产品销售收入从2010年的11亿元人民币已快速增长到2021年的151.9亿元人民币，年均复合增长率接近24.5％。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成

在智能交通运输方面，交通运输是国民经济、社会发展和人民生产生活的命脉，先进的北斗卫星导航技术应用是实现交通运输信息化和现代化的重要手段，对建立畅通、高效、安全、绿色的现代交通运输体系具有十分重要的意义，为建设“轨道上的安徽”“高速公路上的安徽”“航道上的安徽”“翅膀上的安徽”提供基础设施和技术支撑。随着北斗卫星导航系统的研制建设，交通运输行业开展了“船舶监控系统”、“公路基础设施安全监控系统”等一系列北斗系统应用推广工作，取得了良好效果，促进了现代交通运输的体系的完善。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成按照党中央、国务院关于实施北斗产业化重大工程的部署，为做好《“十四五”北斗导航产业发展规划》(以下简称《规划》)实施工作，我委拟启动实施北斗产业化重大工程(重大战略区域规模应用方向)。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成六个重点支持应用方向方向一:面向京津冀协同发展，开展北斗智慧物流应用，服务支撑交通物流数字化一体化发展应用需求。方向二:面向长江经济带发展，开展北斗通用航空应用，服务支撑综合交通体系建设、生态流域监测等应用需求。方向三:面向粤港澳大湾区建设，开展北斗智慧港口应用，服务支撑港口基础设施智慧化发展应用需求。0.1北斗三号全球卫星导航系统建成方向四:面向长三角一体化发展，开展北斗车路协同技术应用，服务支撑一体化智能化交通应用需求。方向五:面向黄河流域生态保护和高质量发展，开展北斗重大基础设施高精度智慧监测应用，服务支撑交通基础设施监测管理等应用需求。方向六:面向海南自由贸易港建设，开展北斗自由流收费应用，服务支撑海南省以自由流技术为基础的里程费改革应用需求。六个重点支持应用方向0课程地位0.1北斗三号全球卫星导航系统建成0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”0.3测绘类专业的核心课程之一0.4部分相关科研项目0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”“一带一路”（TheBeltandRoad，缩写B&R）是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称，2013年9月和10月由中国国家主席习近平分别提出建设“新丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的合作倡议。

它将充分依靠中国与有关国家既有的双多边机制，借助既有的、行之有效的区域合作平台，一带一路旨在借用古代丝绸之路的历史符号，高举和平发展的旗帜，积极发展与沿线国家的经济合作伙伴关系，共同打造政治互信、经济融合、文化包容的利益共同体、命运共同体和责任共同体。古代陆上和海上丝绸之路路线图0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”◆框架思路“一带一路”是促进共同发展、实现共同繁荣的合作共赢之路，是增进理解信任、加强全方位交流的和平友谊之路。中国政府倡议，秉持和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢的理念，全方位推进务实合作，打造政治互信、经济融合、文化包容的利益共同体、命运共同体和责任共同体。0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”目前，我国已经与东南亚、南亚、中亚、东盟、阿盟、非洲等国家和组织建立了北斗相关合作机制，举办北斗亚太行、北斗东盟行、中阿北斗合作论坛等系列活动，加强技术交流和人才培养，建设北斗系统海外中心，推动北斗在亚太地区和“一带一路”地区的落地应用。这些合作，都为在“一带一路”国家和地区推广应用北斗创造了机会。在“一带一路”倡议和多边合作机制框架下，我国与“一带一路”国家和地区将共同努力，推动北斗系统更好地服务“一带一路”国家和地区经济社会发展。0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”

北斗卫星导航系统在“一带一路”沿线近40个国家得到了广泛的应用。据最新数据统计，北斗高精度基础产品已输出到全球范围的90多个国家和地区，包括近40个“一带一路”沿线国家，其农业、工业、服务行业等都逐渐在使用北斗高精度产品上。作为“一带一路”不可或缺的角色，北斗卫星导航系统将空间信息与大数据、云计算、物联网等高新技术完美融合，不断服务于“一带一路”，被称为“太空丝绸之路”。0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”◆在东南亚，印度尼西亚国土资源部基于北斗系统，开展土地确权项目，包括印度尼西亚国土、公路、铁路、水利工程的勘测和施工，该应用使用基于北斗的高精度GNSS接收机一千余台。◆2014年，中国北斗卫星导航系统首个海外组网项目—巴基斯坦国家位置服务网(CORS)一期工程完成建设，这是中巴两国在卫星导航领域深入合作的一个典范。0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”◆2021北斗“一带一路”技术与应用国际培训班本次培训班在中国卫星导航系统管理办公室的指导下，在中科院国际合作局、中国科协国际联络部、北京科技国际交流中心、中国科学院空天信息创新研究院的支持下，由中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心主办，中科北斗汇（北京）科技有限公司协办，旨在面向海外提供以北斗卫星导航系统为主的导航定位技术应用培训和人才培养，开展北斗技术和产业相关的国际合作交流，推动北斗服务全球。0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”参加本次培训的160余名学员分别来自尼泊尔、巴基斯坦、几内亚、肯尼亚、卢旺达、伊拉克、蒙古、匈牙利、土耳其等30多个“一带一路”国家和地区。0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”◆中华人民共和国和阿根廷共和国关于深化中阿全面战略伙伴关系的联合声明。2022年2月4日至6日，应中方邀请，阿根廷共和国总统阿尔韦托·费尔南德斯于出席北京冬奥会开幕式并访华。访问期间，双方签署《中华人民共和国政府与阿根廷共和国政府关于共同推进丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路建设的谅解备忘录》，还签署了绿色发展、数字经济、航天、北斗导航、科技创新、教育及大学合作、农业、地球科学、公共传媒、核医学等领域合作文件。0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”

◆2022年9月20日，北斗“一带一路”技术与应用国际培训班开班仪式在京举办。来自土耳其、埃塞俄比亚、孟加拉、缅甸、尼日利亚、多哥、巴基斯坦等国学员近40人。0课程地位0.1北斗三号全球卫星导航系统建成0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”0.3测绘类专业的核心课程之一0.4部分相关科研项目0.3测绘类专业的核心课程之一测绘类教学质量国家标准

测绘类专业的一级学科是测绘科学与技术，包括大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程、导航与位置服务、矿山与地下测量、海洋测绘6个二级学科。

测绘类专业包括测绘工程、遥感科学与技术2个基本本科专业，以及导航工程、地理空间信息工程、地理国情监测3个特设本科专业。0.3测绘类专业的核心课程之一核心课程体系

测绘工程专业核心课程设“10+X”门：测绘学概论、误差理论与测量平差基础、地图制图学基础、数字地形测量学、大地测量学基础、摄影测量学、GNSS原理及其应用、遥感原理与应用、地理信息系统原理、工程测量学。X为每个专业方向的必修课程，一般设3-5门。X:矿山测量学、沉陷与变形工程学、土地整治与复垦测绘工程专业0课程地位0.1北斗三号全球卫星导航系统建成0.2北斗卫星导航服务于“一带一路”0.3测绘类专业的核心课程之一0.4部分相关科研项目“地表移动自动化监测系统研究”（项目编号：HNKY-JTJS(2013)-28）

以潘一东区地表沉陷区为试点研究区，以GNSSCORS技术、GIS技术、计算机网络通讯技术、移动PDA技术、现代测量数据处理技术等为支撑，建立地表移动自动化监测系统；研究自动化监测模式，及时监测由于井下开采沉陷导致的地表移动变形，实现监测数据的自动采集、传输、分析，获取地表移动变形参数，为工广及各类煤柱留设提供依据，为淮南矿区地表移动观测提供新的监测技术及数据分析模式。0.4部分相关科研项目地表移动自动化监测系统基本框架基准站

0.4部分相关科研项目连续运行监测站0.4部分相关科研项目

数据监控中心

0.4部分相关科研项目2、2021年度安徽省科技重大科技专项：“北斗+”典型地质灾害协同监测与快速预警云平台研发及示范应用（202103a05020026）0.4部分相关科研项目◆低成本“北斗+”地质灾害协同监测一体化设备研发与信息融合◆地质灾害形成机理和预报模型预警方法研究◆高并发快速触发的地质灾害监测预警云平台的研发◆典型滑坡与煤矿开采地面塌陷地质灾害综合示范应用我国测绘与地理信息发展总体战略目标加强基础测绘监测地理国情强化公共服务壮大地信产业

维护国家安全建设测绘强国课程地位课程主要内容第一章绪论（1）第二章坐标系统和时间系统第三章卫星运动基本知识及其坐标计算第四章GNSS定位的基本原理第五章GNSS测量的误差来源第六章GNSS测量的实施第七章GNSS数据处理简介空间距离后方交会绝对定位引言空间距离后方交会绝对定位引言引言空间距离后方交会相对定位课程主要内容第一章绪论（1）第二章坐标系统和时间系统第三章卫星运动基本知识及其坐标计算第四章GNSS定位的基本原理第五章GNSS测量的误差来源第六章GNSS测量的实施第七章GNSS数据处理简介思考题第一章绪论√1、GPS的含义？与经典大地测量相比，GNSS有何特点？√2、GPS卫星的作用是什么？什么叫“定位星座”？什么叫“卫星星历”？√3、地面监控系统由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？√4、什么是GPS信号接收机？其作用是什么？它由哪几部分组成？有哪几种分类方式？√5、何为GNSS系统？有何优势？√6、接收机天线的作用是什么？对其有何要求？有哪几种类型？√7、举例说明北斗卫星导航系统在“一带一路”中的作用。8、我国北斗系统的星座是如何分布的？当前卫星发射情况如何？9、北斗卫星导航定位系统的发展规划和现状如何？10、了解中国卫星导航定位协会的重点工作项目及分支机构。√11、举例说明北斗卫星导航系统在北京冬奥会中的作用。第一章绪论GNSS原理及其应用第一章绪论主要内容1.1GPS定位技术的兴起及其特点1.2GPS系统的组成1.3北斗卫星导航系统(BDS)1.4其他导航定位系统1.5GNSS技术的应用第一章绪论

不论是早期的航海还是现在的航天，都离不开导航，导航已成为海、陆、空、天各种运动载体不可或缺的指南。随着科技的发展，导航系统除了众所周知的传统导航设备外，又出现了先进的卫星导航。目前导航系统包括

全球卫星导航系统GlobalNavigationSatelliteSystem—GNSS）

惯性导航系统（InertialNavigationSystem——INS））

无线电导航系统（RadioNavigationSystem——RNS）

天文导航系统（CelestialNavigationSystem——CNS）

重磁导航（重力导航、磁力导航）、匹配导航（地形匹配导航、影像匹配导航）等第一章绪论1.1GPS定位技术的兴起及其特点

20世纪上半叶的大地测量处于低潮，它的复苏始于20世纪五十年代。使大地测量走出低谷的最初冲击，来自第二次世界大战期间及其以后电子学的发展。1957年10月4日，前苏联在拜科努尔发射场用P-7洲际导弹改装的卫星号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”送入轨道，揭开了人类向太空进军的序幕，激发了世界各国研制和发射卫星的热情，开创了人类航天新纪元。

美国，1958年1月31日，“探险者1号”；法国，1965年11月26日，“试验卫星1号”；日本，1970年2月11日，“大隅”号；中国，1970年4月24日，“东方红1号”；英国，1971年10月28日，“普罗斯帕罗”号。1.1.1GPS由来1957年10月4日，前苏联在拜科努尔发射场用P-7洲际导弹改装的卫星号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号送入轨道，开创了人类航天新纪元。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星在酒泉卫星发射中心成功发射，由此开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

人造地球卫星的发射成功，是人类致力于现代科学技术发展的结晶，它使空间科学技术的发展迅速进入了一个崭新的时代。六十五年来，人造地球卫星技术在军事、通讯、资源勘察、气象、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文等众多学科领域得到极其广泛的应用，从而推动了科学技术的迅猛发展，也丰富了人类的科学文化生活。

1.1GPS定位技术的兴起及其特点

人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的高度重视。1958年底，美国海军武器实验室就着手实施建立为美国军用舰艇导航服务的卫星系统，即“海军导航卫星系统(NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS)”。该系统中卫星的轨道都通过地极，故也称“子午(Transit)卫星系统”

1.1GPS定位技术的兴起及其特点1964年该系统建成，并开始在美国军方启用，1967年美国政府批准该系统解密，并提供民用。由于该系统不受气候条件的影响，自动化程度较高，且具有良好的定位精度，所以它的出现也立即引起了大地测量学者的极大关注。尤其是在该系统提供民用之后，在大地测量方面进行了大量的应用研究和实践，并取得了许多令瞩目的成就。这就预示着经典的大地测量技术面临着一场重大的变革。1.1GPS定位技术的兴起及其特点子午卫星子午卫星星座系统简介NNSS–NavyNavigationSatelliteSystem（海军导航卫星系统），由于其卫星轨道为极地轨道，故也称为Transit（子午卫星系统）采用利用多普勒效应进行导航定位，也被称为多普勒定位系统美国研制、建立1964年1月建成1967年7月解密供民用1.1GPS定位技术的兴起及其特点空间部分卫星：发送导航定位信号（信号：4.9996MHz

30=149.988MHz；4.9996MHz

80=399.968MHz；星历）卫星星座–由6颗卫星构成，6轨道面，轨道高度1075km地面控制部分包括：跟踪站、计算中心、注入站、控制中心和海军天文台用户部分多普勒接收机大地测量多普勒接收机-1（MX1502）大地测量多普勒接收机-2（CMA751）系统组成1.1GPS定位技术的兴起及其特点

缺陷：虽然美国“海军卫星导航系统”在导航技术的发展中具有划时代的意义，但是由于该系统卫星数目较少(5～6颗)、运行高度较低(平均约1000km)、从地面站观测到卫星的时间间隔较长(平均约1.5小时)，因而它无法提供连续地实时三维导航。加之获得一次导航解所需的时间较长，所以难以充分满足军事方面，尤其是高动态目标(如飞机、导弹)导航的要求。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

缺陷：从大地测量学方面来看，由于它定位速度较慢(一个测站一般平均观测1～2天)，精度也较低(单点定位精度3～5m，相对定位精度约为1m)，所以该系统在大地测量学和地球动力学研究方面的应用，也受到了很大的限制。。1.1GPS定位技术的兴起及其特点为了满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部正式开始组织海陆空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划。这就是许多文献中所称的“授时与测距导航系统／全球定位系统”(NavigationSystemTimingandRanging/GlobalPositioningSystem—NAVSTAR/GPS)，而通常简称为“全球定位系统”。1.1GPS定位技术的兴起及其特点1.1.2GPS的特点

1、GPS相对于以前导航定位系统的特点

②功能多，精度高。GPS可为各类用户连续地提供动态目标的三维位置、三维速度和时间信息。随着GPS测量技术和数据处理技术的发展，其定位、测速与测时的精度将进一步提高。

①全球地面连续覆盖。由于GPS卫星的数目较多且分布合理，所以地球上任何地点均可连续同步地观测到至少4颗卫星。从而保障了全球、全天候连续地实时导航与定位。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

④抗干扰性能好，保密性强。由于GPS采用数字通讯的特殊编码技术、采用伪随机噪声码技术，因此GPS卫星所发送的信号，具有良好的抗干扰性和保密性。

③实时定位速度快。利用全球定位系统一次定位和测量工作在一秒至数秒钟内便可完成(NNSS约需8～16分钟)，这对高动态用户来说尤为重要。

考虑到GPS主要是为满足军事部门高精度导航与定位目的而建立的，所以上述优点对军事上动态目标的导航具有十分重要的意义。正因为如此，美国政府把发展GPS技术作为导航技术现代化的重要标志，并把这一技术视为20世纪最重大的科技成就之一。1.1GPS定位技术的兴起及其特点2、GPS相对于经典大地测量的特点

①选点灵活，无需通视。GPS测量不要求观测站之间相互通视，因而不再需要建造觇标。这一优点即可减少测量工作的经费（30%～60%）和时间，同时也使点位的选择变得甚为灵活。但要求净空。

耿王村1.1GPS定位技术的兴起及其特点

②定位精度高。现已完成的大量实验表明，目前在小于50km的基线上其相对定位精度可达1～2*10-6，而在100km～500km的基线上可达10-6

～10-7。随着观测技术与数据处理方法的改善，可望在大于1000km的距离上，相对定位精度达到或优于10-8。

1.1GPS定位技术的兴起及其特点

③观测时间短。目前，利用经典的静态定位方法，完成一条基线的相对定位所需要的观测时间，根据要求的精度不同，一般约为1～3小时。为了进一步缩短观测时间，提高作业速度，近年来发展的短基线（例如不超过20km）快速相对定位法，其观测时间仅需数分钟。

④提供三维坐标。GPS测量，在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高。GPS测量的这一特点，不仅为研究大地水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径，也为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用，提供了重要的高程数据。

1.1GPS定位技术的兴起及其特点

⑤操作简便。

GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取仪器高、监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其它观测工作，如卫星的捕获、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。另外，GPS用户接收机一般重量较轻、体积较小，携带和搬运都很方便。

1.1GPS定位技术的兴起及其特点

⑥全天候作业。GPS观测工作，可以在任何地点，任何时间连续地进行，一般也不受天气状况的影响。

1.1GPS定位技术的兴起及其特点

GPS定位技术的发展，对于经典的测量技术是一次重大的突破。一方面，它使经典的测量理论与方法产生的深刻的变革；另一方面，也进一步加强了测量学与其它学科之间的相互渗透，从面促进了测绘科学技术的现代化发展。1.1GPS定位技术的兴起及其特点1.1.3

GPS技术对经典大地测量的影响

自1949年以来，我国测绘工作者在全国范围内沿着经纬线方向布设了Ⅰ等三角锁。每隔200km在锁的交叉处布设有起始边长和起始方位角。Ⅰ等锁总长度近80000km，构成120多个锁环，近400个锁段。在Ⅰ等三角锁的控制下，全面布设了Ⅱ等三角网或十字交叉的Ⅱ等三角锁。这就构成了全国平面控制的基本网。随后，随着国民经济发展的需要及测绘基本图的需要，在Ⅰ、Ⅱ等三角锁网的控制下，建立了Ⅲ、Ⅳ等三角网。1.1GPS定位技术的兴起及其特点Ⅰ等三角锁1.1GPS定位技术的兴起及其特点Ⅱ等三角网1.1GPS定位技术的兴起及其特点Ⅲ、Ⅳ三角网1.1GPS定位技术的兴起及其特点1.1.3

GPS技术对经典大地测量的影响1、经典大地测量的现状

在高程控制方面，全国建立了Ⅰ等水准网，总长度约9万公里。接着为满足各部门和各项工作的需要，又建立了Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等水准网。至此，我国已完成了经典大地测量的平面控制网和高程控制网。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

①标志破坏严重。平面控制网中的三角点标志（木标志、钢标志和标石）破坏相当严重，以至到了不能利用的程度。经过七十多年的变化，经典大地测量的现状是：1.1GPS定位技术的兴起及其特点

②控制网的精度不高。采用经典大地测量方法建立的平面控制网，是以丈量基线和观测角度向前推进的，误差积累尤甚。从测量基线1/100万的相对误差开始，一直推算到应用较频繁的Ⅳ等三角网上，相对误差降到1/5万，此已不适应于现代精密工程的需要，更无法满足地学研究的需要。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

④平面控制点难以达到。为保证点间的通视和构成一定的网形，平面控制点大多选在制高点上。因此多半设在山峰上，交通不便，难以到达。

在经济高速发展的今天，经典大地测量网面临着全面改造的问题。GPS的出现，为经典大地测量网的改造提供了强有力的技术手段。

③平面控制与高程控制相分离。由于建立平面控制网和高程控制网的要求是截然不同的，因而二者是相互独立的，没有统一的坐标系，故使用极不方便。1.1GPS定位技术的兴起及其特点2、GPS技术与经典大地测量的差异①在结构上经典大地测量控制网总是分为平面控制网和高程控制网，相互独立，各成系统。平面控制网是利用测距仪测边和经纬仪测角构成一定三角形或四边形来完成的。为了保证点间的通视，三角点必须设在制高点上；为了保证坐标传递的精度，三角点间构成的网形要求具有较强的几何图形。高程网是利用水准仪逐站测量两点间的高差来建立的，因而要求水准点要选在地势平坦和交通方便的道路两边。可见，二者对点位的要求和观测方法是截然不同的，因此也就无法统一起来，各自在计划、施测、数据处理和应用上自成体系。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

采用GPS定位技术时，已知点在GPS卫星上，点的位置（平面位置和高程）是以接收GPS卫星信号的方式来实现的，它只与卫星相联系与其它点无关，因而相邻点间不要求通视，并可获得地面点在全球地心坐标系中的坐标。

这样，一方面省去了大量的地面测设工作，把测绘人员从沉重的地面劳动中解放出来，极大地提高了测量的效益；另一方面，将平面坐标系和高程坐标系统一到全球坐标系中，使二者成为一个整体。1.1GPS定位技术的兴起及其特点②在层次上

经典大地测量是指广阔区域的测量方法。区域既广，如果采取一次布网的密集测量方式，以短边传递，则由于观测误差，边长和方位角的误差必然迅速增加，精度迅速降低。因此，经典大地测量按照用途、使用仪器、观测精度和边长的不同，将控制网由高级由低级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四个层次，高一级作为下一级的控制基准，下一级作为高一级的补充，遵循“由大到小、逐级控制”的原则，从而使得大地控制网的建立成为旷日持久的工作。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

GPS定位技术则截然不同。GPS定位网不存在误差积累这一问题，抛弃了“由大到小、逐级控制”这一布网原则。它在观测中所使用的仪器相同，观测精度也相同。若要提高定位精度，只要稍微延长观测时间，所费极微。而经典大地测量中，高等点与低等点的代价之比上很大的。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

③在数据处理上

经典大地测量的观测数据是在重力空间获得的，而地面点的平面位置必须用大地坐标表示，它们是在一个以椭球面为参考的几何空间中量。为了由重力空间的观测量进行分级处理，在结构上，将平面控制和高程控制分别处理；在层次上，将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等网分别处理。由于它们的观测量不等权，无法进行整体平差。相反地，联合平差会使成果变坏。1.1GPS定位技术的兴起及其特点

采用GPS定位技术则截然不同，它可以直截了当地得出地面点在WGS-84地心坐标系中的三维坐标，从而避免了复杂的归算问题。由于GPS观测量是等权的，因而可将高等级点和低等级点统一处理。

GPS的出现，对测绘界产生了深刻的影响，它使得一些经典的测量方法成为历史。虽然GPS可能还不会完全取代经典测量方法，但其主导作用是确定无疑的。1.1GPS定位技术的兴起及其特点主要内容1.1GPS定位技术的兴起及其特点1.2GPS系统的组成1.3北斗卫星导航系统(BDS)1.4其他导航定位系统1.5GNSS技术的应用第一章绪论1.2

GPS系统的组成GPS系统由GPS卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）和GPS信号接收机（用户设备部分）等三部分组成。第一章绪论Asystemforprovidingpreciselocationwhichisbasedondatatransmittedfromaconstellationof24satellites.Itcomprisesthreesegments:(a)theControlSegment,(b)theSpaceSegment,and(c)theUserSegment.GlobalPositioningSystem(GPS)1.2GPS系统的组成1.2.1GPS卫星星座

◆21颗工作卫星+3颗在轨备用卫星

１、GPS卫星初始设计星座ConstellationofGPSsatellites◆卫星轨道近于圆形:长半轴为26560km，最大偏心率为0.01。◆均匀分布在6个轨道平面上◆卫星轨道平面的倾角约为55º◆各轨道平面升交点的赤经相差60º◆在相邻轨道上，卫星的升交距角相差30º◆轨道平均高度约为20200km◆卫星运行周期为11小时58分1.2GPS系统的组成◆同一观测站上每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前约4分钟◆同时位于地平线以上的卫星数目视时间和地点而定，最少为4颗，最多可达12颗这一分布方式的特点：◆保证了地面上任何时间、任何地点至少可同时观测到

4颗卫星◆每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上1.2GPS系统的组成

定位星座和间隙段

定位星座：在用GPS卫星进行导航定位时，为了求得测站的三维位置，必须观测4颗GPS卫星，由这4颗GPS卫星构成的星座称之为定位星座。

间隙段：GPS卫星的上述分布，在个别地区仍可能在某一短时间内(例如数分钟)只能观测到4颗图形结构较差的卫星，而无法达到必要的定位精度。这种时间段称为间隙段。间隙段的解决方法：1）制定作业计划；2）采用多系统接收机。1.2GPS系统的组成GPS工作卫星重达1500kg，设计寿命为7.5年，两侧设有两块双叶太阳能板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作的用电。每颗卫星装有4台高精度原子钟(2台铷钟和2台铯钟)，这是卫星的核心设备。它将发射标准频率信号，为GPS测量提供高精度的时间标准。2、GPS卫星及其功能GPSsatelliteandItsFunctions1.2GPS系统的组成GPS卫星的基本功能：

1）向广大的用户连续不断地发射卫星导航定位信号(简称GPS信号)，并用导航电文报告自己的现势位置以及其他在轨卫星的概略位置；

1.2GPS系统的组成

2）在飞越注入站上空时，接受由地面注入站发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号形成电路，适时的发送给广大的用户。

3）接受地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令。如适时的改正运行的偏差，或者启用备用时钟等。

4）通过星载高精度原子钟，提供精确的时间标准，使各卫星处于同一时间标准——GPS时。

1.2GPS系统的组成1.2.2地面监控系统（地面控制部分）

对于导航定位而言，GPS卫星是一种动态已知点，它是依据卫星发送的星历计算而得的。所谓“卫星星历”是一系列描述卫星运动及其轨道的参数。(Satellite

Ephemeris)

GPS工作卫星的地面系统，主要由分布在全球的5个地面站组成，其中包括一个主控站、三个信息注入站和五个卫星监测站。1.2GPS系统的组成

主控站一个：科罗拉多.斯平士(ColoradoSprings)的联合空间执行中心。地面监控系统的分布1.2GPS系统的组成注入站现有3个：南大西洋的阿松森岛(Ascension)、印度洋的狄哥•伽西亚(DiegoGarcia)、和南太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein)。五个监测站：除主控站和注入站外，还在夏威夷设立了一个监测站。地面监控系统的分布印度洋南大西洋南太平洋1.2GPS系统的组成③保持各颗卫星处于同一时间标准，即处于GPS

时间系统①提供GPS卫星所播发的星历地面监控系统的主要作用②监测和控制GPS卫星的“健康”状态1.2GPS系统的组成1、监测站——MonitorStation

接收机对GPS卫星进行连续观测，以采集数据和监测卫星的工作状况；原子钟提供时间标准；环境传感器收集当地的气象数据。——所有观测资料由计算机进行初步处理（如计算对流层、电离层、天线相位中心、相对论效应改正数等），并存储和传送到主控站，用以确定卫星的轨道。

是在主控站直接控制下的数据自动采集中心，站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感器。1.2GPS系统的组成

主控站除协调和管理所有地面监控系统的工作外，其主要任务是：3）调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行；2）提供全球定位系统的时间基准。各监测站和GPS卫星的原子钟均应与主控站的原子钟同步或测出其间时钟差，并把这些钟差信息编入导航电文送到注入站；2、主控站——MainControlStation4）启用备用卫星以代替失效的工作卫星。1）推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气层的修正参数等，并把这些数据传送到注入站；1.2GPS系统的组成

主要任务：在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。3、注入站——Injectionstation注入站的主要设备包括一台直径为3.6m的天线(Antenna)，一台C波段发射机和一台计算机。1.2GPS系统的组成

整个GPS的地面监控部分，除主控站外均无人值守。各站间用现代化的通讯系统联系起来，在原子钟、计算机的驱动和精确控制下，各项工作实现了高度的自动化和标准化。为了提高GPS卫星的定轨精度，当系统建成后将会适当增加监测站的数量并改善其在全球的分布。1.2GPS系统的组成1.2.3GPS信号接收机（用户设备部分）GPSSignalReceiver(theuserSegment)GPS信号接收机：是一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS卫星信号的接收设备，称之为GPS信号接收机。1.2GPS系统的组成1、GPS信号接收机的作用

1）当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一定卫星截止高度角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运动。

2）对所接收到的GPS信号具有变换、放大和处理的功能，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卫星所发射的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间，从而实现导航和定位。1.2GPS系统的组成2、GPS信号接收机的结构GPS用户设备主要包括有GPS接收机及其天线，微处理器及其终端设备以及电源等。其中接收机和天线是用户设备的核心部分，一般习惯统称为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(NavigationMessage)及必要的观测量。1.2GPS系统的组成1）天线(前置放大器)：AntennaandPreamplifier

2）信号处理器：用于信号识别和处理；

3）微处理器：用于接收机的控制、数据采集和导航计算；

4）用户信息传输：包括操作板、显示板和数据存贮器；

5）精密振荡器：用以产生标准频率；6）电源：供电。2、GPS信号接收机的结构1.2GPS系统的组成

一般来说，软件包括内软件和外软件。所谓内软件是指诸如控制接收机信号通道，按时序对各卫星信号进行量测的软件以及内存或固化在中央处理器中的自动操作程序等。这类软件已和接收机融为一体。

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和软件部分。硬件部分，主要指上述接收机、天线和电源等硬件设备，而软件部分是支持接收机硬件实现其功能，并完成各种导航与定位任务的重要条件。1.2GPS系统的组成

外软件主要是指观测数据后处理的软件系统，这种软件一般以磁盘方式提供。如无特别说明，通常所说接收设备的软件均指这种后处理软件系统。

软件部分是构成现代GPS测量系统的重要组成部分之一。一个功能齐全、品质良好的软件不仅能方便用户使用，满足用户的多方面要求，而且对于改善定位精度，提高作业效率和开拓新的应用领域都具有重要意义。所以，软件的质量与功能已成为反映现代GPS测量系统先进水平的一个重要标志。1.2GPS系统的组成

外软件1.2GPS系统的组成

外软件

外软件1.2GPS系统的组成3、GPS信号接收机的分类

GPS导航与定位技术的迅速发展和应用领域的不断开拓，使得世界各国对GPS接收机的研制与生产都极为重视，目前世界上GPS接收机的生产厂家约有数十家，而型号超过数百种。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。1.2GPS系统的组成1）按接收机的载波频率分类

◆单频接收机(SingleFrequencyReceiver)

：单频接收机只能接收L1载波信号(CarrierSignal)，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线(Baseline)（<15km）的精密定位。1.2GPS系统的组成

◆双频接收机

：(DoubleFrequencyReceiver)双频接收机可以同时接收L1，L2载波信号。利用双频可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。

◆多系统（GNSS）接收机(GPS+BDS+GLONASS+GALILEO

)：利用两套或多套系统的卫星信号进行导航定位。1）按接收机的载波频率分类

1.2GPS系统的组成2）按接收机的用途分类

◆导航(Navigation)型接收机

：

此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。单点实时定位精度较低，一般为±25m，但价格便宜，应用广泛：车载型（用于车辆导航定位）、航海型（用于船舶导航定位）、航空型（用于飞机导航定位）、星载型（用于卫星的导航定位）。由于卫星的速度高达7km/s以上，因此对接收机的要求更高。1.2GPS系统的组成

◆测地(Survey)型接收机

：主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位，定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。

◆授时(Time)型接收机

：主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。2）按接收机的用途分类

1.2GPS系统的组成3）按接收机的通道数分类

天线信号通道：当GPS接收机的天线同时接收多颗GPS卫星的信号，必须首先把这些信号分隔开来，以实现对各卫星信号的跟踪、处理和量测，具有这样功能的器件称为天线信号通道(AntennaSignalChannel)。根据接收机所具有的通道种类可分为：

◆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。(multi-channel)1.2GPS系统的组成3）按接收机的通道数分类

◆序贯通道接收机：通常只具有1～2个通道。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。(sequence)

◆多路复用通道接收机：与序贯通道接收机相似，但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。(multiplexchannel)1.2GPS系统的组成4）按接收机的工作原理分类

◆码相关型接收机：(code-correlatingchannel)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。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。1.2GPS系统的组成

◆平方型接收机：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，所以也称为无码接收机(Codeless)。

◆混合型接收机：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。

hybrid

4）按接收机的工作原理分类1.2GPS系统的组成4、GPS信号接收机的天线

1）天线的作用

把来自卫星信号的能量转化为相应的电流量，并经过前置放大器送入射频部分进行频率变换，以便接收机对信号进行跟踪、处理和量测。

2）对天线的要求

◆天线与前置放大器一般应密封为一体，以保障在恶劣的气象环境下能正常工作，并减少信号损失；1.2GPS系统的组成

◆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；

◆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；1.2GPS系统的组成

◆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。1.2GPS系统的组成3）天线的类型

◆单极或偶极天线：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，以有助于减弱多路径的影响。

◆四线螺旋形或螺旋形结构天线：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。1.2GPS系统的组成

◆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，既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。3）天线的类型1.2GPS系统的组成

◆锥形天线：也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，因此天线的相位中心和几何中心可能不完全重合，这需要在安置天线时仔细定向以得到补偿。◆带扼流圈的振子天线：简称为扼流圈天线这种天线的主要特点是，可以有效地抑制多路径误差的影响；主要缺点是体积较大，重量也较重，主要用于基准台站。1.2GPS系统的组成

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、提高导航与定位的精度具有重要意义。为此，不断地完善天线性能，是当前天线设计中的重要任务，主要包括4）天线设计的任务用户部分主控站USCG空间部分地面天线◆加强抗干扰能力，减弱多路径的影响；◆提高相位中心的稳定性；◆改善天线对不同GPS测量工作的适应性；

◆改进天线的生产工艺。1.2GPS系统的组成AntennaThatpartoftheGPSreceiverhardwarewhichreceives(andsometimesamplifies)theincomingL-Bandsignal.Antennascomeinallshapesandsizes,butmostthesedaysuseso-called"microstrip"antennaelements.Thegeodeticantennas,ontheotherhand,mayusea"choke-ring"tomitigateanymultipathsignals.1.2GPS系统的组成1.2.4GPS系统现状（概况）1、在轨工作卫星(/）

目前(2022.02.20)在轨GPS卫星共有31颗，其中工作卫星30颗，1颗卫星不可用。31颗卫星中，IIR-M型卫星7颗、II-F型卫星12颗、II-R型卫星6颗，III-A型