浅谈GNSS地现状和发展.doc

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浅谈GNSS的现状与开展
一 GNSS的定义
全球导航卫星系统〔GNSS〕，英文名称“Global Navigation Satellite System〞，它是所有全球导航卫星系统与其增性和高精度的连续导航与定位，第二代卫星导航系统——GPS全球定位系统应运而生。
1973年12月，美国国防部批准它的海陆空三军联合研制新的卫星导航系统：navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System，其意为“卫星测时测距导航/全球定位系统〞，简称GPS系统。该系统是以卫星为根底的无线电导航定位系统，具有全能性〔陆地，海洋，航空和航天〕，全球性，全天候，连续性和实时性的导航，定位和定时功能，能为用户提供精细的三维坐标，速度和时间。
自1974年以来，GPS计划已经历了方案论证〔1974-1978年〕，系统论证〔1979-1987年〕，生产实验〔1988-1993年〕三个阶段。总投资超过200亿美元。整个系统分为卫星星座，地面控制和监测站，用户设备三大局部。论证阶段共发射了11颗叫做BLOCK I的试验卫星，生产实验阶段发射BLOCK II R型第三代卫星，GPS系统由此根底改建而成。
GPS卫星，其根本技术参数是：卫星颗数为21+3〔截止2007年11月5日在轨的GPS卫星为31颗〕，卫星轨道面个数为6，卫星高度为20200KM，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分〔恒星时12小时〕，，。卫星通过天顶时，卫星可见时间为5小时，在地球外表上任何地方任何时刻，在高度角15度以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达11颗卫星。
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GPS卫星星座示意图
GPS卫星的主体呈圆柱形，(其中包括310kg燃料〕，两侧各安装两块双叶太阳能电池板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作的用电，每颗GPS卫星上装有4台高精度的原子钟，其中2台为铷钟，2台为铯钟。原子种为GPS定位提供高精度的时间标准。卫星的运行周期约为11 恒星时58分，每颗GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号，GPS 用户正是利用这些信号来进展工作的。
GPS工作卫星
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对于导航定位来说，GPS卫星是一动态点。星的位置是依据卫星发射的星历——描述卫星运动与其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上各种设备是否正常工作，以与卫星是否一直沿着预定轨道运行，都是由地面设备进展监测和控制。地面监控系统另一个重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。这就需要地面站监测每颗卫星的时间，求出钟差，然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。
GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站，三个注入站和五个监测站。主控站位于美国克罗拉多Colorado 的法尔孔Falcon 空军基地。它的作用是根据各监控站根据GPS 的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改