gps实验原理

实验文档

一． 实验模块具体内容

实验1 将载波从输入信号中“剥离”出来

一．函数模块解释

函数功能：将载波从输入信号中剥离出来，将输入信号与本地载波信号分别相乘来实现。 函数名称：[I1, Q1,I2, Q2]=peelcarrier(signal2 ,signal2,sinCarr,cosCarr) 函数输入：

signal1 ——第1ms输入信号；

signal2 ——第2ms输入信号；

? sinCarr ——本地载波的正弦分量； cosCarr ——本地载波的余弦分量；

函数输出：I1 ——第1ms输入信号对应的同相分量； Q1——第1ms输入信号对应的正交分量； ? I2 ——第2ms输入信号对应的同相分量； Q2 ——第2ms输入信号对应的正交分量； 二．函数流程图

输入变量Signal1 ,signal2,sinCarr, cosCarr 将输入信号与本地载波分量分别相乘，将载波从输入信号中剥离出来

输出变量I1，Q1 I2，Q2

三．实验操作

1.

1 GPS卫星信号的组成

GPS卫星信号采用典型的码分多址（CDMA）调制技术进行合成（如图2所示），其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段，两载波的中心频率分别记作L1和L2。卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz，信号载波L1的中心频率为f0的154倍频，即：

fL1=154×f0=1575.42MHz (1)

其波长λ1=19.03cm；信号载波L2的中心频率为f0的120倍频，即： fL2=120×f0=1227.60MHz (2)

其波长λ2=24.42cm。两载波的频率差为347.82MHz，大约是L2的28.3%，这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码（PRN）即测距码主要有精测距码（P码）和粗测距码（C/A码）两种。其中P码的码率为10.23MHz、C/A码的码率为1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据，又叫导航电文或D码，它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历；总电文由1500位组成，分为5

实验文档

一． 实验模块具体内容

实验1 将载波从输入信号中“剥离”出来

一．函数模块解释

函数功能：将载波从输入信号中剥离出来，将输入信号与本地载波信号分别相乘来实现。 函数名称：[I1, Q1,I2, Q2]=peelcarrier(signal2 ,signal2,sinCarr,cosCarr) 函数输入：

signal1 ——第1ms输入信号；

signal2 ——第2ms输入信号；

? sinCarr ——本地载波的正弦分量； cosCarr ——本地载波的余弦分量；

函数输出：I1 ——第1ms输入信号对应的同相分量； Q1——第1ms输入信号对应的正交分量； ? I2 ——第2ms输入信号对应的同相分量； Q2 ——第2ms输入信号对应的正交分量； 二．函数流程图

输入变量Signal1 ,signal2,sinCarr, cosCarr 将输入信号与本地载波分量分别相乘，将载波从输入信号中剥离出来

输出变量I1，Q1 I2，Q2

三．实验操作

1.

GPS卫星定位原理

GPS 卫星定位原理

GPS 测量定位涉及很复杂的数学计算，而这些计算都由专门的软件来处理, 所以面对非测绘专业的读者,以下只列出简单的原理公式。

5. 1 GPS 卫星定位基本原理

利用三个以上卫星的已知空间位置, 用空间距离交会法, 求得地面待定点 （接收 机）的位置，这就是GPS 卫星定位的基本原理（图2—23）但考虑到各种误差的 影响,为了达到定位精度要求,至少需要同步观测 4颗以上的卫星。

卫星是高速运行的动态已知点, 卫星的实时位置是由导航电文解算的, 测量出测站（接受机天线中心）至卫星间的距离,

式如下：

式中（xJ , yJ , zJ ）为三个卫星某时刻的位置（

依据测距原理, 根据待定点运动状态可分为静态定位和动态定位。 单机定位又叫绝对定位, 若至少两台以上接收机同时观测, 确定两点间相对位置, 又叫相对定位。

5.2 伪距测量定位原理

1 ）伪距测量 伪距测量通常用C/A 码或P 码进行，在图2-24中，卫星到接收机的距离是通过 测定信号从卫星到接收机的延迟时间乘以光速 C 来求得,延迟时间是通过码相 关技术来求得。 GPS 卫星发射的测距码是按一定的规律排列的，在同一周期内每个码对应着某一 特定的时间,识别每个码的形状

GPS卫星定位原理

GPS 卫星定位原理

GPS 测量定位涉及很复杂的数学计算，而这些计算都由专门的软件来处理, 所以面对非测绘专业的读者,以下只列出简单的原理公式。

5. 1 GPS 卫星定位基本原理

利用三个以上卫星的已知空间位置, 用空间距离交会法, 求得地面待定点 （接收 机）的位置，这就是GPS 卫星定位的基本原理（图2—23）但考虑到各种误差的 影响,为了达到定位精度要求,至少需要同步观测 4颗以上的卫星。

卫星是高速运行的动态已知点, 卫星的实时位置是由导航电文解算的, 测量出测站（接受机天线中心）至卫星间的距离,

式如下：

式中（xJ , yJ , zJ ）为三个卫星某时刻的位置（

依据测距原理, 根据待定点运动状态可分为静态定位和动态定位。 单机定位又叫绝对定位, 若至少两台以上接收机同时观测, 确定两点间相对位置, 又叫相对定位。

5.2 伪距测量定位原理

1 ）伪距测量 伪距测量通常用C/A 码或P 码进行，在图2-24中，卫星到接收机的距离是通过 测定信号从卫星到接收机的延迟时间乘以光速 C 来求得,延迟时间是通过码相 关技术来求得。 GPS 卫星发射的测距码是按一定的规律排列的，在同一周期内每个码对应着某一 特定的时间,识别每个码的形状

卫星导航定位算法与程序设计

实验报告

实验一 时空基准转换

一、 实验目的

1、 加深对时空系统及其之间转换关系的理解 2、 掌握常用时空基准之间的转换模型与软件实现 二、 实验内容

1、 编程实现GPS起点1980年1月6日0时对应的儒略日

2、 编程实现2011年11月27日对应的GPS周数与一周内的秒数

3、 在WGS84椭球的条件下，编程实现当中央子午线为117度时，计算高斯坐标

x=3548910.811290287，y=179854.6172135982对应的经纬度?

4、 在WGS84椭球的条件下, 表面x=-2408000,y=4698000,z=3566000处地平坐标系坐

标为:e=704.8615,n=114.8683,u=751.9771的点对应的直角坐标?

三、 实验过程

1、 这是测试 站心坐标系 空间直角坐标系 相互转换 高斯正算和高斯反算 的主程

序功能模块

（1） 调用了enu2xyz 站心坐标向空间坐标的转换函数 （2） 调用了xyz2enu空间坐标向站心坐标转换的函数 （3） 调用了高斯反算函数gauss_fansuan 2、 时间转换主程序功能模块

disp('1980年1月6日0时对应的儒略时:')

GPS卫星定位原理

GPS测量定位涉及很复杂的数学计算,而这些计算都由专门的软件来处理,所以面对非测绘专业的读者,以下只列出简单的原理公式。

5. 1 GPS卫星定位基本原理

利用三个以上卫星的已知空间位置,用空间距离交会法,求得地面待定点(接收机的位置,这就是GPS卫星定位的基本原理(图2—23但考虑到各种误差的影响,为了达到定位精度要求,至少需要同步观测4颗以上的卫星。

卫星是高速运行的动态已知点,卫星的实时位置是由导航电文解算的,只要实时测量出测站(接受机天线中心至卫星间的距离,就可以进行测站点的定位。公式如下:

式中(xJ,yJ,zJ为三个卫星某时刻的位置(j=1,2,3; (xP,yP,zP 为测站点P点坐标;

(ρ1,ρ2,ρ3 为卫星到接收机天线的距离。

依据测距原理,其定位方法可分为:伪距法定位、载波相位定位和差分定位等。根据待定点运动状态可分为静态定位和动态定位。

单机定位又叫绝对定位,若至少两台以上接收机同时观测,确定两点间相对位置,又叫相对定位。

5.2 伪距测量定位原理 1伪距测量

伪距测量通常用C/A码或P码进行,在图2-24中,卫星到接收机的距离是通过测定信号从卫星到接收机的延迟时间乘以光速C来求得,延迟时间是通过码

GPS卫星定位原理

GPS测量定位涉及很复杂的数学计算,而这些计算都由专门的软件来处理,所以面对非测绘专业的读者,以下只列出简单的原理公式。

5. 1 GPS卫星定位基本原理

利用三个以上卫星的已知空间位置,用空间距离交会法,求得地面待定点(接收机的位置,这就是GPS卫星定位的基本原理(图2—23但考虑到各种误差的影响,为了达到定位精度要求,至少需要同步观测4颗以上的卫星。

卫星是高速运行的动态已知点,卫星的实时位置是由导航电文解算的,只要实时测量出测站(接受机天线中心至卫星间的距离,就可以进行测站点的定位。公式如下:

式中(xJ,yJ,zJ为三个卫星某时刻的位置(j=1,2,3; (xP,yP,zP 为测站点P点坐标;

(ρ1,ρ2,ρ3 为卫星到接收机天线的距离。

依据测距原理,其定位方法可分为:伪距法定位、载波相位定位和差分定位等。根据待定点运动状态可分为静态定位和动态定位。

单机定位又叫绝对定位,若至少两台以上接收机同时观测,确定两点间相对位置,又叫相对定位。

5.2 伪距测量定位原理 1伪距测量

伪距测量通常用C/A码或P码进行,在图2-24中,卫星到接收机的距离是通过测定信号从卫星到接收机的延迟时间乘以光速C来求得,延迟时间是通过码

GPS测量原理及应用 实习报告

专 业：12级测绘工程专业 班 级：1220502 姓 名：方 明 学 号：201220050208 指导教师：吴良才

目录

一、前言.............................................................................................................3 1.1 实习目的.................................................................................................3 1.2 实习内容.................................................................................................3 1.3 实习分组情况.................................

科技信息

计算机与网络

ＧＰＳ原理及应用简介

桂林航天工业高等专科学校电子工程系

陈磊

粱强

［摘要］本文简述了全球定位系统（ＧＰＳ）的基本结构和测量原理，总结了ＧＰＳ用于工程测量所具有的特点，并对

ＧＰＳ在工程测量中的应用前景进行了分析。

［关键词】ＧＰＳ定位系统卫星导航工程测量

全球定位系统（ＧＰＳ）是英文ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ的字头缩写词的简称。它的含义是利用导航卫星进行测时和测距以构成全球定位系统。它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。ＧＰＳ是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，ＧＰＳ技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。

ｌＣＰＳ工作原理

ＧＰＳ设备（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）即全球定位系统，用于接收并解析太空中数个卫星回传电波中的轨道信息及时刻信息，来计算出ＧＰＳ接收器所在位置的经度、纬度、水平高度及移动速度。ＧＰＳ设备基本配备通常