Y)。 当发射频率固定时，这种技术总是可行的。利用多普勒定位原理的导航定位系统有 TANSIT子午卫星系统网、DORls星载多普勒无线电定轨定位系统等。 2.2GPS系统组成和定位流程 全球定位系统(GPS)，其全称为定时和测距的导航卫星(Navstar—Navigation SystemTimingandRanging)，意思是用来定时和测量距离的导航系统。GpS由美国 国防部组织和开展建设，1973年开始进行方案论证、系统仿真试验和设备开发，经过近第2章GPS组成原理及导航电子地图的制作 23年建设，消耗资金130亿美元，第一颗GPS试验卫星于1978年2月22日成功发射， 原计划GPS导航系统于1987年完成，但因为经费短缺等原因，将最终系统完全建设推 迟了将近6年。 GPS系统最初计划由3条倾角为63度圆轨道上的24颗卫星组成，在经费缩减下曾 将计划改变为6条轨道18颗卫星组成，但因为不能覆盖完全，1986年重新的优化组合， 设置为21颗卫星，但最后在1993年采用了24颗卫星组成的实用星座，另外留1一4颗 备用卫星。 GPS系统包括3个子系统，即空间部分、地面部分和用户部分。 2.2.1GPS系统组成 1.空间部分 GPS卫星主要由提供导航信号的无线电收发机、原子钟、天线和计算机组成，另外 还包括用于控制卫星工作的控制、指令系统和维持姿态稳定和调整轨道的推进系统，两 块7m2的太阳能帆板组成了卫星的供电系统。艳原子钟作为系统时间标准。卫星离地高 度约20230km，绕地球旋转周期为12h。 GPS卫星上发射的信号工作在两频率分别为f，=1575.42加rhz;fZ=1227.60Mhz的 两个载波上。这两个频率上记录了卫星识别码和导航电文。 民用的粗捕获码(CA码)只调制在Ll频率上。而提供军用的精密码(P码)同时 调制在Ll和玩两个频率上。当同时使用两个频率时，可以测定电离层的延时误差，对 测量精度有很大的提高。 2.地面部分 运行控制系统由一个主控站、五个监测站和三个地面控制站组成网。运行控制部分 用来跟踪所有卫星，测定轨道和星钟，预测修正模型参数等 主控站对卫星进行控制，并确保整个系统正常工作。 监测站负责采集视见卫星的数据。五个监测站的位置分别在:科罗拉多州的斯普林 斯、夏威夷、南大西洋的阿森松岛、印度洋的迭戈加西亚岛和北太平洋马绍尔群岛的夸 贾林环礁。 地面控制站用来向卫星上行发送反馈信息。三个地面控制站分别设在阿森松、迭戈 加西亚和夸贾林三个岛上，和监测站共址。 3.用户接收机 用户接收机分为军用P码接收机和民用CA码接收机，还细分静态精密测量型和实 时动态测量型，民航只能采用CA码实时动态测量型接收机。 2.2.2GPS接收器定位流程 GPs接收机的定位流程一般分为以下几步四: 1.搜索可用卫星数，一般要求不少于3颗。同步并接收卫星信号，获取导航电文; 2.从导航电文中获取时钟信息和星历等重要参数; 3.计算出卫星的位高度和方位角，补偿对流层折射对信号的影响; 4.计算伪距，补偿电离层折射对信号的影响; 5.对其他搜索到的卫星重复2一4步操作; 6.校正地球自转和卫星钟差带来的误差; 7.根据定位原理，计算出GPS接收器的定位信息，并根据输出的要求做相应的处 理，按要求输出GPS的最终定位信息。 2.3坐标系介绍及坐标转换问题 在GPS导航研究中，经常面临多种坐标系统的选择。根据坐标轴指向的不同，可 以将坐标系统分为两大类坐标系，即天球坐标系和地球坐标系。天球坐标系与地球的自 转无关，主要用来描述卫星的位置。地球坐标系和地球一起自转，在自转过程中它相对 于地球的位置是不变的。根据选题的要求，这里详细介绍下地球坐标系，地球坐标系分 为两大类:地心坐标系和参心坐标系。 2.3.1坐标系介绍 地球坐标系包括地心坐标系和参心坐标系两种。 地心坐标系以地球质心为原点ls0]。它包括两种:地心空间直角坐标系和地心大地坐 标系。 1.地心空间直角坐标系 地心空间直角坐标系原点与地球质心重合，Z轴指向北极，X轴指向格林尼治子午 面与地球赤道的交点E，Y轴垂直于XOZ，构成右手坐标系。 2.地心大地坐标系 地心大地坐标系地球椭球中心与地球质心相重合，椭球的短轴与地球自转轴相重 |
