全球定位系统的组成
GPS的系统组成GPS系统由三部分组成
[*]空间部分
[*]地面控制部分
[*]用户设备部分
GPS的空间部分①
GPS的空间部分的组成
[*] GPS卫星星座
[*] 6个轨道面
[*] 平均轨道高度20200km
[*] 轨道倾角55
[*] 周期11h 58min（顾及地球自转，地球-卫星的几何关系每天提前4min重复一次）
GPS的空间部分②
[*]GPS卫星星座
[*]设计星座：21+3
[*]21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星
[*]保证在每天24小时的任何时刻，在高度角15以上，能够同时观测到4颗以上卫星
[*]当前星座：28颗
GPS的空间部分③
GPS的空间部分④
[*]GPS卫星的地面轨迹
GPS的空间部分⑤
[*]GPS卫星
[*]作用：
[*]接收、存储导航电文
[*]生成用于导航定位的信号（测距码、载波）
[*]发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文）
[*]接受地面指令，进行相应操作
[*]其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。
[*]主要设备
[*]太阳能电池板
[*]原子钟（2台铯钟、2台铷钟）
[*]信号生成与发射装置
GPS的空间部分⑥
[*]GPS卫星（续）
[*]类型
[*]试验卫星：Block Ⅰ
[*]工作卫星：Block Ⅱ
[*]Block Ⅱ：存储星历能力为14天，具有SA和AS地能力
[*]Block ⅡA （Advanced）：卫星间可相互通讯，存储星历能力为180天，SV35和SV36带有激光反射棱镜
[*]Block ⅡR （Replacement/Replenishment）：卫星间可相互跟踪相互通讯
[*]Block ⅡF（Follow On）：新一代的GPS卫星,增设第三民用频率
GPS的空间部分⑧
GPS的地面监控部分 ①
[*]地面监控部分 （Ground Segment）
[*]组成
[*]主控站：1个
[*]监测站：5个
[*]注入站：3个
[*]通讯与辅助系统
GPS的地面监控部分②
[*]地面监控部分 （Ground Segment）（续）
[*]分布
GPS的地面监控部分③
[*]监测站（5个）
[*]作用：
接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。
[*]地点：
夏威夷、主控站及三个注入站。
GPS的地面监控部分④
[*]主控站（1个）
[*]作用：
[*]管理、协调地面监控系统各部分的工作，
[*]收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站将卫星星历注入卫星，
[*]监控卫星状态，向卫星发送控制指令；
[*]卫星维护与异常情况的处理。
[*]地点：美国科罗拉多州法尔孔空军基地。
GPS的地面监控部分⑤
[*]注入站（3个）
[*]作用：
将导航电文注入GPS卫星。
[*]地点：
阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平洋）
GPS的用户部分①
[*]组成
[*]用户
[*]接收设备
[*]接收设备
[*]GPS信号接收机
[*]其它仪器设备
GPS的用户部分②
[*]GPS信号接收机
[*]组成
[*]天线单元
[*]带前置放大器
[*]接收天线
[*]接收单元
[*]信号通道
[*]存储器
[*]微处理器
[*]输入输出设备
[*]电源
GPS的用户部分 ③
[*]天线单元
[*]类型
[*]单极天线
[*]微带天线
[*]锥形（螺旋）天线
[*]四丝螺旋天线
[*]空间螺旋天线
[*]背腔平面盘旋天线
GPS的用户部分④
[*]天线单元（续）
[*]特点
[*]单极天线
[*]单频或双频（双极结构）、需要较大的底板、相位中心稳定、结构简单
[*]微带天线
[*]结构简单、单频或双频、侧视角低（适合于机载应用）、低增益、应用最为广泛
[*]锥形（螺旋）天线
[*]四丝螺旋天线 – 单频、难以调整相位和极化方式、非方位对称、增益特性好、不需要底板
[*]空间螺旋天线 – 双频、增益特性好、侧视角高、非方位对称
[*]背腔平面盘旋天线
GPS的用户部分⑤
[*]天线单元
[*]天线特性
[*]相位中心、增益方式、带宽、极化
[*]相位中心
[*]平均相位中心与几何中心
[*]相位中心的偏移
[*]相位中心偏移的消除：归心改正、消去法
[*]天线高 – 标志至平均相位中心所在平面的垂直距离
GPS的用户部分⑥
[*]接收单元
[*]接收（信号）通道
[*]定义：接收机中用来跟踪、处理、量测卫星信号的部件，由无线电元器件、数字电路等硬件和专用软件所组成。
[*]类型：根据信号跟踪方式：序惯通道、多路复用通道和多通道；根据工作原理：码相关通道、平方通道等
[*]存储器
[*]微处理器
[*]作用：数据处理、控制
[*]输入输出设备
[*]电源
GPS的用户部分⑦
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