gps實驗

1、實驗實驗xGPS實驗實驗一、實驗目的一、實驗目的1、掌握GPS全球定位系統(tǒng)的基本知識；2、掌握GPS衛(wèi)星定位信息的接收以及定位參數(shù)的提取方法。二、實驗內(nèi)容二、實驗內(nèi)容1、接收GPS衛(wèi)星定位信息；2、提取定位參數(shù)。三、實驗設備三、實驗設備1、硬件：、硬件：DM2410實驗板；測控與顯示擴展板；PC機；JTAG仿真器；2、軟件：、軟件：PC機操作系統(tǒng)（WINDOWS2000）ARMDeveloperSuitev1.2；MultiICEV2.

2、2.5(Build1319)；四、基礎知識四、基礎知識1、了解ADS集成開發(fā)環(huán)境；2、了解C語言的基本知識；3、了解GPS通訊協(xié)議的基本知識。五、實驗說明五、實驗說明1、GPS簡介1.1GPS基本概念全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）是美國從上世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成的利用導航衛(wèi)星進行測時和測距，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)

3、星導航與定位系統(tǒng)。它是繼阿波羅登月計劃、航天飛機后的美國第三大航天工程。如今，GPS已經(jīng)成為當令世界上最實用，也是應用最廣泛的全球精密導航、指揮和調(diào)度系統(tǒng)。1.2GPS結(jié)構(gòu)組成GPS系統(tǒng)主要包括有三大組成部分即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設備部分。1.2.1空間星座部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，記作（21＋3）GPS星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)，軌道平面相對于赤道平面的傾角為55，各個軌道平面

4、之間交角60。每個軌道平面內(nèi)的各衛(wèi)星之間的交角90，任一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應衛(wèi)星超前30。1.2.2地面監(jiān)控部分GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)目前主要由分布在全球的一個主控站、三個信息注入站和五個監(jiān)測站組成。對于導航定位來說，GPS衛(wèi)星是一動態(tài)已知點。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷——描述衛(wèi)星運動及其軌道的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著

5、預定軌道運行，都要由地面設備進行監(jiān)測和控制。（4）抗干擾性能好、保密性強由于GPS系統(tǒng)采用了偽碼擴頻技術(shù)，因而GPS衛(wèi)星所發(fā)送的信號具有良好的抗干擾性和保密性。3、GPS新世紀應用前景廣闊進入21世紀，GPS在各方面的應用都將加強和發(fā)展。本文對GPS走向21世紀時的最新發(fā)展情況有選擇的作一介紹。3.1GPS在綜合服務系統(tǒng)中的應用在全球地基GPS連續(xù)運行站（約200個）的基礎上所組成的IGS（InternationalGPS），是GPS連

6、續(xù)運行站網(wǎng)和綜合服務系統(tǒng)的范例。它無償向全球用戶提供GPS各種信息，如GPS精密星歷、快速星歷、預報星歷、IGS站坐標及其運動速率、IGS站所接收的GPS信號的相位和偽距數(shù)據(jù)、地球自轉(zhuǎn)速率等。這些信息在大地測量和地球動力學方面支持了無數(shù)的科學項目，包括電離層、氣象、參考框架、精密時間傳遞、高分辨的推算地球自轉(zhuǎn)速率及其變化、地殼運動等。3.2GPS在電離層監(jiān)測中的應用GPS在監(jiān)測電離層方面的應用，也是GPS空間氣象學的開端。太空中充滿了等

7、離子體、宇宙射線粒子、各種波段的電磁輻射，由于太陽常在1秒鐘內(nèi)拋出百萬噸量級的帶電物，電離層由此而受到強烈的干擾，這是空間氣象學研究的一個對象。通過測定電離層對GPS信號的延遲來確定在單位體積內(nèi)總自由電子含量（TEC），以建立全球的電離層數(shù)字模型。3.3GPS在對流層監(jiān)測中的應用GPS在監(jiān)測對流層方面的應用，早期主要是由于軌道誤差影響定位精度，而且早期的GPS基線相對來說比較短，高差不大，因此對對流層的研究沒有給予很大的重視。直到近期由

8、于GPS軌道精度大大提高后，當對流層折射已經(jīng)成為限制GPS定位精度提高的一個重要障礙時，才開始認真的對對流層的監(jiān)測研究。我們可以假設在一個高程基本為零的地區(qū)，并且如果接收機所接收的GPS信號是從天頂方向傳來的話，那么其延遲就可以達到2.2～2.6m這一量級，而2h內(nèi)這一延遲變化可達10cm不是少見的，所以IGS分析中心所提供的對流層參數(shù)是采用2h間隔一次。也正是由于這個實際情況，對流層折射要顧及其隨機過程的變化來加以模型化。3.4GPS

9、在衛(wèi)星測高儀中的應用多路徑效應是GPS定位中的一種噪聲，至今仍是高精度GPS定位中一個很不容易解決的“干擾”。過去幾年利用大氣對GPS信號延遲的噪聲發(fā)展了GPS大氣學，目前也正在利用GPS定位中的多路徑效應發(fā)展GPS測高技術(shù)，即利用空載GPS作為測高儀進行測高。它是通過利用海面或冰面所反射的GPS信號，求定海面或冰面地形，測定波浪形態(tài)，洋流速度和方向。通常衛(wèi)星測高或空載測高所測的是一個點，連續(xù)測量結(jié)果在反向面上是一個截面，而GPS測高則

10、是測量有一定寬度的帶，因此可以測定反射表面的起伏（地形）。據(jù)報告，試驗時空載平面安裝2臺GPS接收機，1臺天線向上用于對載體的定位，1臺天線向下，用于接收GPS在反射面上的信號。美國在海上作了測定洋流和波浪的試驗。丹麥在格凌蘭作了測定冰面地形及其變化的試驗。3.5GPS在衛(wèi)星追蹤技術(shù)中的應用衛(wèi)星對衛(wèi)星的追蹤（SST）技術(shù)的實質(zhì)是高分辨率的測定兩顆衛(wèi)星間的距離變化，一般它分為兩類，即高低衛(wèi)星追蹤和低低衛(wèi)星追蹤。前一類是高軌衛(wèi)星（如對地靜止