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卫星导航定位原理1

Archived University Note

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绪论​

1.2 子午卫星定位导航系统​

1958年12月，三项研究：

  1. 研制卫星
  2. 多普勒效应
  3. 双曲面定位

组成：

  • 空间部分
  • 地面控制部分
  • 用户部分

多普勒卫星定位的缺点：

  1. 一次定位所需时间过长，作业效率低
  2. 通常卫星少，观测时间和间隔时间长，无法提供实时导航定位服务
  3. 导航定位精度低

GPS空间部分组成​

  • 6个轨道面
  • 平均轨道高度：20200km
  • 轨道倾角：55°
  • 各轨道夹角：60°
  • 每个轨道均匀分布4颗卫星，相邻轨道卫星彼此岔开30°
  • 周期：11h58m

GPS卫星星座​

  • 设计星座： 21+3
  • 21颗工作卫星

地面控制部分​

  • 主控站： 1个
  • 注入站： 3个

主控站作用：

  • 管理、协调地面监控系统各部分的工作
  • 收集监测站数据
  • 编算导航电文
  • 调整监控

监测站作用：

  • 接收卫星数据，采集气象信息
  • 将收集到的数据传送给主控站

美国的GPS政策​

  • SA与AS
  • SPS（民用）和 PPS（军用）

3代北斗卫星​

北斗系统优势：

  1. 短报文通讯

GNSS在国民经济中的应用​

特点：

  1. 定位精度高
  2. 观测时间短

GNSS的应用​

  1. 测量领域的应用
  2. 交通运输、公共安全

公转运动​

公转的轨道叫做黄道

自转运动​

从北极看逆时针旋转

黄赤交角​

  • 地球的自转轴与黄道面的夹角为66度33分
  • 地球的赤道面与黄道面的夹角是23度27分

黄道面与赤道面有两个交点：春分点、秋分点

以天球为基准建立的坐标系就是天球坐标系。

天球坐标系的组成：

  • 天轴（地球自转轴）与天极（轴与天球交点）
  • 天球子午面与天球子午圈
  • 天球赤道面与天球赤道
  • 黄道面与黄道、黄赤交角
  • 黄极
  • 春分点

天球球面坐标系​

  • 坐标原点： 地球质心
  • Z轴： 指向北天极
  • X轴： 指向春分点
  • Y轴： 与X和Z轴构成右手坐标系
  • 空间点S的天球坐标为(X, Y, Z)

岁差（春分点西移）​

协议惯性坐标系：​

原笔记内容较多，此为课堂笔记摘要，详细内容请参考教材或课程材料。