曝光臺 注意防騙 網(wǎng)曝天貓店富美金盛家居專營店坑蒙拐騙欺詐消費者

11.2.1.1全球定位系統(tǒng)GPS概述
    1)全球定位系統(tǒng)GPS的組成
    全球定位系統(tǒng)包括三部分，空間GPS衛(wèi)星、地面控制站組、用戶GPS接收機，如圖11.2
所示。
    (1)空間GPS衛(wèi)星
    GPS空間衛(wèi)星部分由24顆分布在傾角為550的6個等間隔軌道上的衛(wèi)星組成，此外還留
有在軌備用衛(wèi)星l～4顆，如圖11.3。GPS衛(wèi)星分Block-I和Block-Ⅱ兩類；新一代GPS衛(wèi)
星為Block- IIR替補衛(wèi)星，采用先進(jìn)的星上氫原子鐘，衛(wèi)星分布可保證全球任何地區(qū)、任何
時刻都有不少于4顆衛(wèi)星以供觀測。衛(wèi)星軌道離地高度為20 230 km。
  GPS衛(wèi)星上除了控制衛(wèi)星自身工作的遙測、跟蹤、指令系統(tǒng)用于軌道調(diào)整與姿態(tài)穩(wěn)定
的推進(jìn)系統(tǒng)等組成外，其供電系統(tǒng)由兩塊太陽能翼板組成，但主要足提供導(dǎo)航信號的無線
電收發(fā)機、天線、原子鐘和計算機。銫原子鐘具有1×10 -14穩(wěn)定度，各衛(wèi)星的原子鐘相互
    319
圖11.2  GPS的組成
    6
圖11.3  GPS衛(wèi)星配置
同步，并與地面站組的原子鐘同步，建立起GPS精密時系，稱為GPS時，它是精密測距的
基礎(chǔ)。導(dǎo)航發(fā)射機以雙頻1575.42 MHz和1227.60 MHz發(fā)射導(dǎo)航信號，通過測量這些信號
的到達(dá)時間，用戶可以用4顆衛(wèi)星確定出導(dǎo)航參數(shù)。即經(jīng)度、緯度、高度和時間。
    (2)地面控制站組
    地面站組包括1個主控站、5個監(jiān)測站和3個注入站，如圖11.4所示。主控站位于科
羅拉多的聯(lián)合空間執(zhí)行中心，三個注入站分別設(shè)在大西洋的阿松森島、印度洋的迭哥·伽
西亞和太平洋的卡瓦加蘭三個美國軍事基地上，五個監(jiān)測站設(shè)在主控站和三個注入站以及
夏威夷島。
圖11.4  GPS地面站組分布
  五個監(jiān)測站分別觀測衛(wèi)星，然后把有關(guān)信息發(fā)送到主控站，主控站計算出衛(wèi)星十二小時
內(nèi)的運行星歷數(shù)據(jù)，通過注入站將此信息送回衛(wèi)星，如圖11.5所示。
  監(jiān)測站的主要作用就是對每顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測，并向主控站提供觀測數(shù)據(jù)，并采集當(dāng)?shù)氐?br /> 氣象等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理機處理收集到的數(shù)據(jù)，定時將處理后的數(shù)據(jù)送往主控站。監(jiān)測站是無
人值守的數(shù)據(jù)采集中心，受主控站控制。由監(jiān)測站提供的觀測數(shù)據(jù)形成了GPS衛(wèi)星實時發(fā)布
的廣播星歷。
  主控站擁有大型計算機，宅完成以下的功能：①采集數(shù)據(jù)。主控站采集各個監(jiān)測站所
測得的偽距和積分多普勒觀測值、氣象要素、衛(wèi)星時鐘和工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測站自身的
320
L - jIA站一一j
圖11.5地面控制站組框圖
狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及海軍水面兵器中心發(fā)來的參考星歷。②編輯導(dǎo)航電文。根據(jù)采集到的全部
數(shù)據(jù)計算出每顆衛(wèi)星的星歷、時鐘修正量、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及大氣修正量，并按一定的格式編
輯為導(dǎo)航電文，傳送到注入站。③診斷功能。對整個地面站組的協(xié)調(diào)工作進(jìn)行診斷，對衛(wèi)
星的狀況進(jìn)行診斷，并加以編碼向用戶指示。④調(diào)整衛(wèi)星。根據(jù)所測的衛(wèi)星軌道參數(shù)，及
時將衛(wèi)星調(diào)整到預(yù)定軌道，使其正常運轉(zhuǎn)。而且還可進(jìn)行衛(wèi)星調(diào)度，用備份衛(wèi)星取代失效
的工作衛(wèi)星。
    主控站將編輯的衛(wèi)星電文傳送到注入站，定時將這些信息注入各個衛(wèi)星，然后由GPS衛(wèi)
星發(fā)送給用戶，這就是所用的廣播星歷。
    注入站的主要作用是將主控站發(fā)送來的衛(wèi)星星歷和鐘差信息，每天一次地注入到衛(wèi)星上
的存貯器中。
    (3)用戶GPS接收機
    GPS是采用無源工作方式，凡是有GPS接收設(shè)備的用戶都可以使用GPS進(jìn)行定位導(dǎo)
航。用戶設(shè)備包括天線、接收機、微處理機、控制顯示設(shè)備等，因而有時也稱為GPS接
收機。
    2) GPS的工作原理
    衛(wèi)星導(dǎo)航是在空間技術(shù)、大地和大氣測量技術(shù)、數(shù)字通信和計算機技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展起
來的現(xiàn)代無線電導(dǎo)航技術(shù)。
    (1) GPS采用的坐標(biāo)系及變換
    GPS是以衛(wèi)星作力時空基準(zhǔn)點的導(dǎo)航系統(tǒng)，我們稱之為星基系統(tǒng)，常用宇宙直角坐標(biāo)系，
而飛機定位采用的是地理坐標(biāo)，因此要進(jìn)行坐標(biāo)變換。
    衛(wèi)星在空間的位置，通過衛(wèi)星的軌道參量來表示。衛(wèi)星和地球的相對位置不僅取決于衛(wèi)
星的軌道參量，而且與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)。用戶通過測定對衛(wèi)星的相對位置，進(jìn)而確定自身的地
理坐標(biāo)。空間任一點的地理坐標(biāo)和宇宙直角坐標(biāo)之間的關(guān)系，如圖11.6所示。如果已知某點
的經(jīng)／緯度和飛行高度，可用(11.1)式計算出宇宙直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)瓜y、Z；反之已知
某點的宇宙直角坐標(biāo)，可用(11.2)式計算出,a.、≯和H來。
    X = (O'P+H)cos4cos/l,
    y= (O'P+H)cos 4sin允    (11.1)
　
中國航空網(wǎng) m.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址：空中領(lǐng)航學(xué) 下冊(89)