GPS定位基本原理(新）.ppt

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1、GPS卫星原理之一基本定位原理基本定位原理2GPS全称：Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System 卫星测时测距导航/全球定位系统 简称：GPS定位是GPS的基本功能。3GPS的广泛应用4GPS如何实现定位？5一个福尔摩斯探案的故事本故事纯属虚构，如有雷同，实属巧合6Big Ben，伦敦，1859年建立整点报时，每4秒1响广播电台同步向全英国播报钟声7一天，一个富家女孩被一伙劫匪绑架，送往某处藏匿8木制楼梯吱吱响，可能是个旧楼。该到10楼了吧？劫匪打开收音机听听收音机，缓解一下紧张午夜，开始播送Big Be

2、n的报时钟声，当、当跟着数羊睡觉吧，1，2，3，11，12，13！一定是数错了！9过了很久，劫匪要她录音，以向她爸妈索要赎金10 爸、妈，有人劫持了我，他们索要一百万英镑，送到指定地点。我被藏在一幢很旧的房子里，老旧得走楼梯地板都会吱吱作响！爬了10楼后又听见电台播放的午夜报时钟声响了13下，我好害怕！求求你们照他们的话做，我想回家！11录音很快被快递送到她爸妈手中12无巧不成书，大侦探福尔摩斯恰巧是女孩父母的好朋友，13我来搞定它！Yeah,I GET IT!英国有成千上万的10层以上的老旧建筑，她藏哪呢？思考中，请勿打扰 14根据福尔摩斯的推断，警察如神兵天降，将女孩解救出来！你们怎么找到

3、这的？让我死个明白！15广播信号：光速传播，约300,000,000m/s。钟声：音速传播，约340m/s。13响的构成：n第1响：来自收音机n第2-12响：来自Big Ben和收音机n第13响：来自Big Ben从奇怪的13响出发推断。福尔摩斯的破案逻辑16推断女孩藏身地点：n距离Big Ben足够近的地方（能听到钟声）n距离Big Ben约1360m（4s后听到钟声）n10层以上的旧楼1360m=340m/s 4s17很幸运，满足条件的只有一个楼！下班后摸彩票去！18原理：利用同步发出的信号达到接收信号地点的时间延迟推算距离。距离=音速 钟声时间延迟量信号源：Big Ben，广播（同步发出

4、）接收器：女孩的耳朵。广播信号快速到达(光速，延迟时间可忽略)，声音信号延迟到达(音速）。19 GPS定位是以星站距离测量为基础的，同样利用了时间延迟求算距离的方法。（星站距离：GPS卫星到接收机的距离）20卫星信号是电磁波，以光速传播。卫星距地面很远，轨道高度为20200km。21x 公里？t 秒？22如何求算信号传播时间？t0:卫星发出码信号（Big Ben）t0:接收机同步产生相同的码信号（电台广播复制钟声）t1:接收机接收到卫星信号（女孩听到Big Ben钟声）t=？23原理：利用同步发出的信号达到接收机的时间延迟推算距离。星站距离=光速 GPS信号时间延迟量信号源：GPS卫星，接收机

5、自身同步复制接收器：接收机自身。复制信号快速到达(自身复制，无延迟)，GPS信号延迟到达(光速）。24得到了星站距离后如何定位？25如果距Big Ben约1360m的10层以上旧楼很多1360m26如果有两个Big Ben 27如果有三个Big Ben 28没有三个Big Ben，但有很多GPS卫星！29黑色=可见,红色=不可见,绿色=视线 l 总共24颗GPS卫星。l 地球任意一点可以看到5-12颗卫星。l 任一卫星的瞬时位置可根据星历计算得到。30d1d231空间距离交会法定位d3 在太空中！3233距离交会法观测方程(x,y,z)为待求的接收机位置，d为卫星到接收机的距离，(xi,yi,zi)为卫星瞬时位置（由星历计算得到）。34d1d2d3P1P2P3结论：接收机观测到3颗以上卫星即可实现定位。35总结n星站距离计算以码相位对齐测出GPS信号时延以时延计算距离nGPS定位空间距离交会法定位同步观测3颗以上卫星36谢 谢！