参考文献及代码下载:GPS北斗双模原理代码及书籍
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从此刻鄙人不在是人工智能的人,也是此刻鄙人将进军GPS和北斗导航
》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》羞 羞 的 分 割 线》》》》》》》》》》》》》》》》》》
开始此博客之前先说说GPS的八把宝剑:绝命剑、青冥剑、紫电剑、白玉剑、穆铁剑、玄武剑、无名剑、琉璃剑
其实看过《少年张三丰》的都知道,剧情里面有个名剑山庄它也有八把宝剑,其实应该有九把,由于电视剧介绍的不怎么清楚,百度了之后也是没搞明白,索性就是八把了。
淡然修成GPS的八把宝剑你也将会练就——八剑齐飞的绝技,废话少说,出招吧 看剑 ——>
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1957年——前苏联——Sputnik卫星(其实就是一个无线电信号播发器)But引起了很高关注度
(美)约翰·霍普金斯大学——W. Guier and G. Wieffenbach——跟踪、监测卫星信号——多普勒频移曲线图
(声波)多普勒效应——声波频率随声源和接收机之间的相对移动而发生变化的现象。
同样的无线电波也存在这种效应——如果在一个位置坐标已知的地面固定点上测量卫星信号的多普勒频移,根据多普勒频移测量值可以推算出卫星的运行轨道。
(F. McClure)逆命题:如果卫星的运行轨道已知,那么根据卫星信号的多普勒频移测量值,可以反过来推算地面上测量点的位置。于是乎。。。。。
1958年美海军——NNSS(海军导航卫星系统)——基于多普勒频移——1960年——第一颗导航卫星——子午卫星系统——精度较低的二维定位(时长:30~110分钟/次)
GPS诞生。。。。NNSS 1996年退出:for 连续、实时、精确的导航
1973年4月——美国防部(DoD)——1973年12月——授时与测距导航系统/全球定位系统(NAVSTAR/GPS)——全球定位系统——基于人造卫星、面向全球的全天候无线电定位、定时系统。
GPS开发过程:三个阶段
- 可行性研究——实验卫星——用户测试
- 特许用户获得GPS定位功能
- 开发生产——应用——1991年海湾战争
GPS系统构成:三部分——空间星座、地面监控、用户设备
GPS用户设备部分测量用户到卫星的距离,而不再以信号的多普勒频移为主要测量值
空间星座部分:21颗工作卫星+3颗备用卫星——但实际数目可能较多(2008)
卫星分布在6个轨道上、每个轨道不均匀分布4颗卫星、每个轨道面与地球赤道面的夹角是55°、相邻两个轨道的升交点经度相差66°、相邻轨道上邻近卫星的升交点角距相差30°。GPS卫星属于卫星中轨卫星,卫星轨道的平均高度约为20200km。
GPS设计结构之说:其一、是地面上的任意一点在任意时刻都能同时观测到足够数量的卫星以供定位之用;其二、考虑其容错性能力
GPS卫星的硬件包括:无线电收发装置、原子钟、计算机、太阳能电池板和推进系统等。
GPS卫星的基本功能:接受从地面监控部分发射的导航信息、执行从地面监控部分发射的控制指令、进行部分必要的数据处理、向地面发送导航信息、通过推进器调整自身的运行姿态。
看图明义:
那么为何如此简单的导航原理还要花费大量的人力物力呢?看下图:
当然除了上图中要解决的问题之外还有:卫星的动力学模型、解决频率设计、信号的捕获、卫星钟的稳定性问题
下面继续看我国北斗卫星的定位原理,还是上图:
至此,GPS的第一把剑——琉璃剑的剑鞘已经拔出,后续将练剑》》》》期待ing
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