GPS定位系统的用户部分由什么组成

问题描述

精选答案

GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分——GPS星座;地面控制部分——地面监控系统;用户设备部分——GPS 信号接收机。

1。空间部分GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成, 它位于距地表20-200km的上空, 均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗), 轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星, 并能保持良好定位解算精度的几何图象。

这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/A 码( Coarse/Acquisition Code 11023MHz) ;一组称P码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高等特点,受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。

C/ A码通过人为刻意处理降低精度后,主要开放给民间使用。

2。地面控制部分地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接收机。

监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。

地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。

这种注入采取每颗GPS 卫星每天一次的方式,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。

如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。

3。用户设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。

当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。

根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。

接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。

接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。

目前各种类型的接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。

其他回答

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GPS定位系统的用户部分包括用户组织系统和根据要求安装相应的设备，但其中心设备是GPS接收机。它是一种特制的无线电接收机，用来接收导航卫星发射的信号，并以此计算出定位数据。根据不同性质的用户和要求的功能，要配置不同的GPS接收机。其结构、尺寸、形状和价格也大相径庭。例如：航海和航空用的接收机，要具有与存有导航图等资料的存储卡相接口的能力；测地用的接收机就要求具有很高的精度，并能快速采集数据；军事上用的，要附加密码模块，并要求能高精度定位。

GPS接收机种类虽然很多，但它的结构基本一致。分为天线单元和接收单元两部分。天线单元由接收天线和前置放大器组成。常用的天线形式有：定向天线、偶极子天线、微带天线、线螺旋天线、圆螺旋天线等。前置放大器直接影响接收信号的信噪比。要求噪声系数小、增益高和动态范围大。现时一般都采用FET放大器。接收单元包括有：信号通道、存储、计算与显示控制及电源等部件。信号通道的主要功能是接收来自天线的信号，经过变频、放大、滤波等一系列处理，实现对GPS信号的跟踪、锁定、解调、检出导航有关信息。根据需要，可设计成1至12个通道，以能接收多个卫星信号。其它几个部件的作用，主要是：根据收到的卫星星历、伪距观测数据，计算出三维坐标和速度；进行人机对话、输入各种指令、控制屏幕显示等。