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1、GPS术语要点GPS术语 - 词汇与概念解释( 按英文术语的第一个字母排序 ) 历书(Almanac)由 G P S 卫星传送的资料，包括所有卫星的轨道信息、时钟修正以及大气时延参数。这些资料用于支持快速卫星捕获。历书中的轨道信息不如星历表精确，但有效时间较长（一至两年）。模糊值 (Ambiguity) 当一个接收站对经过的一颗卫星进行连续观测，为重建载波相位中包含的一个未知整周数。纬度幅角(Argument of Latitude)真近点角与近地点幅角的和。近地点幅角 (Argument of Perigee)在椭圆轨道的焦点上观察到的从升交点到轨道天体至焦点的最近距离处的角度或弧段,此角度

2、是在轨道平面上沿轨道天体运动方向度量的。升交点(Ascending Node) 一个物体的轨道从南至北穿过参考平面（亦即赤道平面）的点。方位角(Azimuth)由一个固定方向（如北方）与物体方向在水平方向的角距离。带宽(Bandwidth)信号携带信息能力的量度，用该信号的谱宽度（频域）表示，单位为赫兹。基线(Baseline)当两个观测点同步接收 G P S 资料，并用差分方法进行数据处理时，这两个点之间的三维向量距离叫做基线。差拍(Beat Frequency)两个频率的信号混频时产生的两个附加频率之中的任何一个。这两个拍频等于原来两个频率的和或差。偏置(Bias) 见“整数偏置”。二进制

3、双相调制(Binary Biphase Modulation)在一个频率恒定的载波上的0度或180度的相位变化（分别代表二进制的0或1）。GPS信号是双相调制的。二进制脉冲编码调制(Binary Pulse Code Modulation)使用一串二进制数字（编码）的脉冲调制。这种编码通常由“0”或“1”来表示，而“0”和“1”是具有明确含义（如波的相位变化或方向变化）的。蓝皮书(Bluebook)由“N G S 蓝色参考书”衍生出的俗称。书中包括 N G S 要求大地测量数据所应有的信息和格式。C/A码(C/A Code)C/A是Coares/Acquisition或Clear/Acquis

4、ition的缩写,C/A码的字意是容易捕获的码。它调制在 GPS L1信号上，是1023个伪随机二进制双相调制序列。其码速率为1.023MHz，因此码的重复周期为一毫秒。该C/A码用来提供良好的捕获特性。载波(Carrier)是一个无线电波。能用调制的方法使它至少有一个特怔量（如频率、振幅、相位）发生改变而偏离它的已知参考值。载波差拍相差(Carrier Beat Phase) 当输入的含有多普勒频移的卫星载波信号与接收器中产生的标称恒定参考频率产生差拍（产生差频信号）所得到的信号相位。载波频率(Carrier Frequency) 无线电发射机的未经调制的原始输出频率。GPS L1的载波频率

5、为1575.42兆赫。 天球赤道(Celestial Equator)旋转的地球地理赤道投射在天球上的大圆。它的两极就是北南天极。天球子午线(Celestial Meridian)天球上经过两个天极（天顶和天底）的垂直大圆。码元（Chip)以二进制脉冲编码发射一个“0”或“1”所需的时间长度。C/A码的一个码元宽度约为977毫微秒，对应距离为293米。码速率(Code rate)每秒钟的码元数（例如C/A码的码速率1.023MHz）。钟差(Clock Offset)两个时钟走时的恒定差。码分多址体制(Code Division Multiple Access 缩写为 CDMA)一种重复利用频率

6、的方法，可以使多路无线电波使用同一频率，但彼此具有互不相关的独特的码序列。GPS使用CDMA体制，选用具有独特互相关特性的Gold码。国际协议极原点（CIO.）19001905年间地球自转轴的平均位置。相关型通道(Correlation -Type Channel)一种GPS接收通道，利用一个延迟锁定回路（DLL）以保持接收器中产生的GPS码的复制码与从卫星上接收到的码之间的吻合（出现相关峰）。垂线偏差(Deflaction of the Verticle)椭圆的法线与垂直方向（真铅垂线）的夹角。因为这个角既有大小又有方向，所以它常被分解为两个分量，一个沿子午线方向，另一个沿卯酉圈与其垂直。延

7、迟锁定环（Delay-Lock-Loop）一种技术，可将接收到的码（由卫星时钟产生）与由接收器时钟产生的码进行比较。后者被随时间不断移位直到两个码吻合。可以用多种方法做成延迟锁定回路，包括抖动和前减后门控的原理。伪距增量(Delta Psudorange)见“重建载波相位”。差分处理(Differential Processing)接收器间，卫星间和历元间的GPS观测结果都可以用来作差分处理。尽管许多种组合都是可能的，但目前关于GPS差分处理的习惯是首先在接收器间进行差分处理（一次差分），然后是卫星间进行差分处理（二次差分），最后是测量历元间作差分处理（三次差分）。接收器间一次差分测量是指由两

8、个接收器同时测定同一卫星信号的瞬时相位差；二次差分测量是对一颗卫星的一次差分和选定的参考卫星的一次差分再进行差分处理。三次差分测量就是某一历元时间的二次差分与上一历元时间的同一个二次差分之间进行差分处理 。可以用码相位或载波相位的测量数据来作差分GPS的解，在差分载波相位解中必须解模糊值。差分（相对）定位(Differential (Relative) Positioning)两个（或更多的）同时跟踪相同卫星的进行接收器的相对坐标的测定。动态差分定位是一种通过一个（或多个）监测站向移动的接收器发送差分修正码而实现实时定位的技术。GPS静态差分的目的是测定一对接收器之间的基线向量。精度因子（Di

9、lution of Precision 缩写为 DOP）用几何学关系描述定位不定性的参数，表为: DOPSQRT TRACE（AA）A是用于瞬时位置解算中的设计矩阵（它与卫星和接收器的几何位置有关）。精度因子的类型由定位解的参数决定，在GPS应用中的几个标准述语如下： GDOP：几何DOP-三个座标加钟差； PDOP：位置DOP-三个坐标； HDOP：水平DOP-两个水平坐标。 VDOP：高程DOP-只有高度。 TDOP：时间DOP-只有钟差。 RDOP：相对DOP-归化到60秒钟。DOD美国国防部，领导发展、部署和运作GPS的政府机构。多普勒辅助（Doppler Aiding） 利用观测的多

10、普勒载波相位来平滑码相位的测量值。也称载波辅助平滑或载波辅助跟踪。多普勒频移(Doppler Shift)所接收到的信号的频移，取决于发射机与接收器间的距离的变化率。见“重建载波相位”二次差分模糊值解(Double-Difference Ambiguity Resolution)确定一组模糊值的一种方法。该值使在求解两个接收器基线矢量解时的方差减至最小。动态定位(Dynamic Positioning)按时间顺序求解运动中的接收器的坐标。每一组坐标只由一次信号取样来确定，且通常进行实时解算。地球地心坐标(Earth-Centered Earth-Fixed 缩写为 ECEF）通常指一个坐标系统

11、，以地心为中心随地球转动。在笛卡尔坐标系中X指向是本初（格林威治）子午线与赤道的交点。X与Y矢量随地球转动，Z是指向旋转轴方向。偏近点角(Eccentric Anomaly E)在二体问题中的规范化变量。E通过开普勒等式与平近点角M联系起来，即MEesin（E），e为偏心率。 偏心率(Eccentricity)从一椭圆中心至其焦点的距离与半长轴之比，e(1b2/a2）1/2，a 和 b 是椭圆的半长轴与半短轴。黄道(Ecliptic)地球绕太阳运行的轨道平面。指北为该系统的角动量方向，也叫黄道极。天球赤道(Celestial Equator)旋转的地球地理赤道投射在天球上的大圆。它的两极就是北

12、南天极。天球子午线(Celestial Meridian)天球上经过两个天极（天顶和天底）的垂直大圆。高程(Elevation)高于平均海平面的高度或在大地水准面之上的垂直距离。高程遮蔽角(Elevation Mask Angle)低于此仰角的卫星将被GPS接受机忽略。此角一般定为10度，以避免因建筑物、树木及多路径传播引起的干扰和大气效应。大地椭球高程(Ellipsoid Height)从大地椭球面起算的垂直距离。它与海平面高程不同，因为椭球面并不完全与大地水准面吻合。GPS 接收器输出的定位高度是以WGS-84坐标系为参考的 。星历表(Ephemeris)一个天体轨道参数表，可以用来计算天

13、体的精确位置随时间的变化。用户可使用广播星历表或经处理后的精密星历表。历元(Epoch)测量时间间隔或数据频度。例如：某正在进行的测量工作每五秒钟测量并记录一次，则历元为五秒钟。快速转换频道(Fast Switching Chennal)以足够短的时间来转换频道，其时间之短只能覆盖（通过软件预测）载波差拍相位的整数部分。扁率(Flattening)一个椭圆的形状参数。 f(a-b)/a1-(1-e2)1/2 ,在此 a半长轴， b半短轴， e偏心率频段(Frequency Band)在电磁波谱中的一个特定频率范围。频谱(Frequency Spectrum)构成信号的各频率成分的振幅随频率的变

14、化。基频(Fundamental Frequency)GPS中使用的基频F为10.23MHz 。L1、L2载波频率是基频的整数倍。L1154 F1575.42 M Hz L2120 F1227.60MHz GDOP几何精度因子。见“精度因子”。 GDOPPDOP2TDOP2地心(Geocenter)地球质量中心。大地基准点（Geodetic Datum）设计用来最佳拟合一部分或全部大地水准面的一种数学模式。它由大地椭球体及该椭球体与由大地基准原点所决定的地形表面的关系来定义的。这种关系一般（但不是必须）由六个要素来确定：大地纬度、经度、原点高程、原点上垂线偏差的两个分量、以及从原点至另一点连线

15、的大地方位角。大地水准面(Geoid)与平均海平面重合且想象延伸过大陆的特殊等位面。这个面在任何点上都与重力方向垂直。大地水准面高程(Geoid Height)大地水准面上的高程，通常叫做平均海拔高度。GPS(Globle Positioning System)全球定位系统。包括空间段（多达24颗位于六个不同轨道平面上的NAVSTAR卫星）、控制段（五座监控站，一座主控站及三座上行站）以及用户段（GPS接收器）。NAVSTAR卫星携载极其精确的原子钟并连续发射相干信号。（NAVSTAR是GPS系统卫星的名称）。GPS ICD200GPS接口（I）控制（C）文件（D）是一个政府文件，包括用户与卫

16、星间接口的完整的技术说明。必须依照此说明操作，GPS接收器才能正确地接收与处理GPS信号。引力常数(Gravitational Constent)在牛顿引力定律中比例常数。 G6.67210 Nm2/kg2格林威尼平时(Greenwich Mean Time 缩写为 GMT）见“世界时”。HDOP 水平坐标精度因子。见“精度因子”。转换字(HOW) GPS信息中的转换字是用于将C/A编码转换到P编码的时间同步的信息。倾角(Inclination) 卫星轨道平面与其它参考平面（例如赤道平面）的夹角。惯性导航系统（INS）惯性导航系统，它包括一个惯性测量装置（IMU）。整数偏差项（Integer

17、Bias terms）当卫星经过接收器天线时，接收器对卫星传来的无线电波进行高精度计数。然而当它开始计数时并没有关于至卫星的波数的信息。在卫星和天线之间的这个未知波数称为整数偏差项。积分多普勒(Integrated Doppler)在一段时间内对多普勒频移或相位的测量值。电离层时延(Ionospheric Delay)波在电离层中传播时会被延迟。电离层是一种色散媒质且在时间空间上是不均匀的。相位时延决定于电子含量并影响载波信号。群时延决定于电离层中的色散并影响信号调制（编码），相位时延和群时延大小相同但符号相反。联合计划署(JPO)GPS联合计划署。属于美国空军空间部，位于加州的EL Segu

18、ndo。JPO包括美国空军计划主官和代表陆军、海军、海军陆战队、海岸警卫队、国防测绘署和北约的副主官。卡尔曼滤波(Kallman Filter)一种数学方法，用于在存在噪音时跟踪时变信号。如果这些信号的特征能够通过几个随时间而缓慢变化的参数来描述，则卡尔曼滤波便可用于指示如何处理输入的原始数据能得到时变参数的最佳估值。运动测量(Kinematic Surveying)只需短时间的观测资料的连续差分载波相位测量的一种方式。操作常数包括确定一已知基线或从一已知基线开始，最少跟踪四颗卫星。一个接收器应固定安装在一控制点上，其它接收器在被测点间移动。开普勒轨道根数(Keplerian Orbital

19、Elements)可描述任意天文轨道。开普勒六个轨道根数如下： a长半轴 升交点的赤经 e偏心率 i轨道平面倾角 w近地点幅角 T0通过近地点的历元L1 、L2每颗NAVSTAR卫星都发射L波段信号。L1信号是经过C/A码和P码以及导航电文调制的157.42MHz的载波；L2信号是经过P码以及导航电文调制的1227.60MHz载波。在反盗用时，P码变为加密Y码,只供给经过授权的用户使用。巷道(lane)被相邻的载波差拍相位信号或是两个载波的差拍相位信号的零相位线（面）包围起来的面积（体积）。在地表面上，对一个完整的瞬时相位观测，一根零相位线就是所观测的相位差正好是整数时的那些点的集合。在三维空

20、间中,该巷道变成一个面。L波段(L Band)从390MHz至1550MHz的无线电波段。平近点角(Mean Anomaly)M=n( t-T )，n是平均运动，t是时间，T是通过近地点的时刻。平均运动(Mean Motion)n=2/P,P是公转周期。微带天线(Microstrip Antenna)粘接在基板上的精确量裁的二维的扁平金属箔。监控站(Monitor Station)全球范围台站网中的任何一个，在GPS控制段中用以监测卫星时钟和轨道参数。在这些地方收集的资料被传输到一个主控站，在那里计算修正参数和进行控制。这些资料至少每天有一次由上行站装载到卫星上。多通道接收器(Multicha

21、nnel Reciever)一个包含许多独立通道的接收器。这种接收器具有最高的信噪比，因其每一个通道都连续跟踪一颗卫星。多路径效应(Multipath)象出现在电视屏幕上的重影那样的干扰。产生的原因是经过不同路径的信号都到达天线上。在GPS中，行经较长路径的信号会产生较大的伪距估值，并增加定位误差。多路径效应可由邻近建筑物或地面的反射引起。多路径误差(Multipath Error)一种定位误差。由经过不同路径长度在发射机和接收器之间传输的无线电波引起。多路复用通道(Multplexing Channel)按照与卫星电文的比特率（每秒50比特或每比特20毫秒）相同的速率循序接收几个卫星信号（每

22、个信号来自一特定卫星且发射特定频率）的单个接收通道，这样就在二十毫秒的倍数时间内完成一个完整的顺序接收。NAD-83北美大地坐标系，1983。 导航数据(NAVDATA)由每颗卫星在L1和L2信号上以50比特/秒发播的1500比特导航信息，包括系统时间，时钟修正参数，电离层时延模式参数及卫星星历表和卫星工作状况。GPS接收器利用这些信息来处理GPS信号,以得到用户的位置，速度和时间。NAVSTARGPS卫星的名称，涵义是导航卫星测时和测距。观测阶段（Observation Session）两个或更多的接收器同时接收GPS资料的那段时间。停机(Outage)在某一时间或某个位置GPS接收器无法计

23、算出定位结果，这可能是因为卫星信号阻塞，卫星故障或是精度因子（DOP)值超过了特定界限。P编码(P Code) 调制在L1或L2上的受保护的或精确的码。P码是一个非常长的（约10比特），以1023MHz的码速率经伪随机二进制双相调制在GPS载波上的序列，其周期为38周。在这种编码中，每颗卫星都有它自己独自的一周段,每周重设一次。在反盗用时，P码被加密组成Y码。在美国国防部的控制下，只有经授权的用户才能使用Y码。PDOP位置精度因子。一个没有单位的指标，用于表达用户位置误差和卫星测距误差间的关系。在几何上，PODP与由接收器至四颗被观测的卫星的连线所组成的金字塔的体积成反比。定位良好的值较小，如

24、3，大于7的值表示定位误差很大。小的PDOP值表明卫星数量较多或分布较广；大的PDOP值则表明卫星数少或分布较集中。见“精度因子” 奇偶错误(Parity Error)一个包括几个“1”和“0”的数字信息。奇偶性指在一个字节中每个比特的“异或”和。当一个（或多个）比特在传输过程中被改变便产生奇偶错误，因为在接收时计算的奇偶性便与信息发送时的不同。近地点(Perigee)在绕地球为中心的轨道上几何距离最小的点，即轨道上物体的最近点。相位锁定环(Phase-Lock-Loop)一种使振荡器信号相位精确地跟随一参考信号相位的技术。要作到这一点应首先比较两信号的相位，然后利用得出的相位差信号调整参考振

25、荡器频率，以便在下次比较两信号时相位差已经消除。可观测相位(Phase Observable)见“重建载波相位”。定点定位(Point Positioning)接收器处于静止状态所定的地理位置，这种情况下的最佳精度在15到25米之间（没有SA）.精度与接收器和卫星间的几何位置有关。 极运动(Polar Motion)地球自转轴相对地球的运动。这种运动是不规则的，以约24公里的振幅和约430天的基本周期作圆运动。（也叫做张德勒颤动）精密定位服务(Precise Positioning Service 简称 PPS)由GPS提供的军事动态定位精度的最高标准，利用双频P码能达到这个精度，并具有高度反

26、干扰反盗用能力。卯酉圈(Prime Vertical) 与天球子午线垂直的圆。伪随机噪声（PRN）伪随机噪声，一个由多个“1”和“0”组成的序列，表面上象噪声那样的随机分布，但实际上可被精确复制。PRN码的最显著特性是对于所有的延迟或滞后（除非它们完全吻合）都有较低的自相关值。每颗NAVSTAR卫星都有其独特的C/A码和P伪随机噪声码。伪卫星(pseudolite)一个在地面上的GPS发射站，它发播在结构上与真的GPS卫星信号相似的信号。伪卫星是用来改善GPS的精度和完整性，特别是设在机场附近。伪距(Pseudorange)卫星与接收天线间视在传播时间的量度，并用一段距离来表达。视在信号传播时

27、间乘以光速便得到伪距。伪距与真实几何距离不同是因为卫星和接收器的时钟有偏差，有传播时延和其它误差。视在传播时间由接收到的GPS码与接收器内产生的GPS码的复制码进行相关所要求的时移来决定。时移就是信号接收时间（基于接收器的时钟时间）和信号发射时间（基于卫星的时钟时间）的差。距离率(Range Rate)卫星和接收器间的距离的变化率。到卫星的距离会因卫星和接收器的运动而变化，测量卫星信号的载波频率的多普勒频移就得到距离变化率（或称伪距率）。RAIM接收器自主完善性监测RDOP相对精度因子，见“精度因子”。重建载波相位(Reconstructed Carrier Phase) 接收的具有多普勒频移

28、的GPS载波相位与接收器内产生的频率恒定参考频率的相位差。对静态定位，重建的载波相位是由接收器内时钟给定的历元时刻进行采样。重建载波相位变化是连续对多普勒频移来进行积分的结果，实际上积分的是卫星信号和接收器参考振荡器的频差。一旦初始距离（或相位模糊值）被确定，重建的载波相位便与卫星至接收器的距离联系起来，即卫星至接收器的距离变化一个GPS载波波长（对L1为19厘米）将导致重建的载波相位有一周的变化。相对导航(Relative Navigation)一种类似于相对定位的技术，不同的是一个或两个点可以移动。轮船或飞机驾驶员可能需要知道轮船或飞机相对于港口或跑道的位置。为了实时导航，可用一个数据链来

29、中继舰船或飞机相对港口或跑道的位置。赤经(Right Ascension)从春分点向东沿天球赤道至升交点的角距离，向东为正，由一个大写的来表示，以与轨道平面间的夹角相区别。RTCM国际海事服务无线电技术委员会。它规定一条用于从监控站向野外用户发播GPS修正信息的差分数据链。RTCM SC-104推荐文件规定了修正电文格式和16个不同类型的电文。SATNAV对老式的“TRANSIT”卫星导航系统的地方性称呼。“TRANSIT”和GPS间一个主要的差异是“TRANSIT”卫星是低高度的极地轨道，周期为90分钟的导航卫星。选择可用性(Selective Availability, 简称SA)美国国防

30、部的计划，用于控制伪距测量的精度，使用户接收到的伪距的误差控制在一定范围内。在局部范围内，差分GPS技术可使它的效应减少。在选择可用性下，国防部保证XX的用户的精度为100米2DRMS,可靠度为95。长半轴(Semi-major Axis)椭圆长轴的一半。SEP球面差概率，是表徵精度的一个统计参量，定义为三维定位误差数值排在第50位的那个值。这样，结果中的一半都在三维SEP值以内。恒星日(Sidereal Day)连续两次向上穿越春分点之间的时间。一个恒星日比一个太阳日短四秒整。同时（同步）测量(Simultaneous Measurements)在两个完全相同历元时间进行的测量，或是在时间上

31、非常靠近，但时间的不一致的影响能够通过观测方程中的修正项（而不是参数估计）来调节。 斜距(Slope Distance)两个站间的三维距离，即两点间（弦）最短的距离。慢转换频道(Slow Switching Channel)一个可转换的通道，其切换周期很长，以至能覆盖载波差拍相位的整数部分。太阳日(Solar Day)连续两次向上穿越太阳之间的时间。旋转椭球面(Spheriod)见“椭球”。扩展频谱(Spread Spectrum )，简称 扩谱接收到的GPS信号是一个宽带低功率的信号（160dBW）。用PRN码调制L波段信号以将信号能量扩大到远大于信号信息带宽的频段宽度,便产生宽带低功率特性。这样做是为了能够正确接收所有卫星的信号并有一定的抗噪声和抗多径效应的能力。扩谱系统（Spread Spectrum System）指一个系统，此系统将