全球定位系统(GPS)术语及定义(GBT 19391-2003).pdf
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1、G B/T 1 9 3 9 1-2 0 0 3月 U吕 本标准由信息产业部提出。本标准由中国电子技术标准化研究所归口。本标准起草单位:中国电子技术标准化研究所、中国电子科技集团公司第二十研究所、中国科学院国家授时中心、中国地震局地震研究所。本标准主要起草人:陈倩、邱致和、周保军、王正明、赖锡安。GB/T 1 9 3 9 1-2 0 0 3全球定位 系统(G P S)术语及定义范围 本标准规定了全球定位系统(G P S)常用术语及定义。本标准适用于G P S专业范围内的各种标准的制定、各类技术文件的编制,也适用于科研、教学等方面。2通用术语2.1 全球定位系 统 g l ob a l p os
2、i t i on i n g s y s t e m(G P S)导航星n a v i g a t i o n b y s a t e l l i t e t i m i n g a n d r a n g i n g(N A V S T A R)一种卫星导航定位系统。由空间段、地面控制段和用户段三部分组成,为全球用户提供实时的三维位置、速度和时间信息。包括主要为军用的精密定位服务(P P S)和民用的标准定位服务(S P S)2.2 全球导航卫星系统g l o b a l n a v i g a t i on s a t e l l i t e s y s t e m(G L O N A S
3、 S)一种全球卫星导航定位系统。为全球用户提供实时的三维位置、速度和时间信息包括军用和民用两种服务。2.3 伽利略系统 G a l i l e o s y s t e m 一种民用全球卫星导航系统。2.4 全球导航卫星系统g l o b a l n a v i g a t i on s a t e l l i t e s y s t e m(G N S S)由国际民航组织提出的概念。G NS S的最终 目标是由多种民用卫星导航系统组成,向全球民间提供服务,并将由多国民间参与运行和控制的卫星导航系统。G N S S也已经为国际海事组织(I MO)所接受。欧洲的G NS S 计划分为两个阶段,即G
4、N S S-1 和G N S S-2,G NS S-1 为E G N O S(欧洲地球静止轨道卫星导航重叠服务)系统,G N S S-2 为Ga l i l e o(伽利略)系统。2.5 静地星/定位星系 统 G e os t a r/L oc s t a r s y s t e m 一种卫星定位系统,利用两颗地球轨道静止卫星双程测距而实现定位功能,兼有简短报文通信能力。2.6 海军导航卫星系统n a v y n a v i g a t i on s a t e l l i t e s y s t e m(N N S S)子午仪T r a n s i t 是 1 9 6。年由美国研制的卫星导航
5、系统,为固定用户或低动态用户提供不连续定位信息。注:已于 1 9 9 7 年 1 2 月 3 1日关闭。2.7 国际 G P S 动力学服务i n t e r n a t i on a l G P S g e od y n a m i c s s e rvi c e(I G S)国际大地测量协会于 1 9 9 4年创立的国际 G P S研究服务机构。它负责向世界各国的G P S 用户提供精密的星历、地球旋转参数、全球 G P S 跟踪网数据等多种信息.GB/T 1 9 3 9 1-2 0 0 32.8 G P S空间段G P S s p a c e s e g m e n t 指GP S的空间
6、星座,它按设计由分布在 6 个轨道平面上的 2 4 颗导航卫星组成,卫星向地球方向广播含有测距码和数据电文的导航信号。2.9 G P S 地面控制段G P S g r ou n d c on t r o l s e g m e n t 指GP S的地面监测和控制系统,它包括主控站、卫星监测站和上行信息注人站(又称地面天线)以及把它们联系起来的数据通信网络。2.1 0 G P S 用户段G P S u s e r s e g m e n t 指各种 G P S用户终端,其主要功能是接收卫星信号,提供用户所需要的位置、速度和时间等信息。2.1 1 B l o c k I,II,IIA,IIR,II
7、 R-M,IIF,1 9 卫星B l oc k I,II,II A,II R,II R-M,II F,1 s a t e l l i t e s 指 G P S的各代卫星的名称。B l o c k I 是原型卫星;B l oc k II和 IIA是 目前的基本工作卫星;B l oc kII R和II R-M是正在发射的替补卫星;B l o c k II F是后继卫星,B l oc k I l l 是在规划中的2 0 1。年以后发射的卫 星。2.1 2 伪卫星p s e u d o l i t e 设立在地面上的G P S 信号发射站,它发播与真实的GP S卫星相似的信号,可在近距离内起到和GP
8、 S卫星类同的作用。2.1 3 星历e p h e m e r i s 描述天体的空间位置的轨道参数。2.1 4 G P S 卫星星历G P S s a t e l l i t e e p h e m e r i s G P S卫星星历一共包含 1 6种数据,它们分别是历元、在历元上的 6 个卫星轨道参数以及用于在历元之后修正轨道参数的 9 个系数。2.1 5 广播星历b r oa d c a s t e p h e m e r i s 卫星播发的电文中所包含的本颗卫星的轨道参数或卫星的空间坐标。2.1 6 精密星历 p r e c i s e e p h e m e r i s 由若干个不属
9、于 G P S系统的卫星跟踪站获得的测量值,经事后处理计算出的卫星轨道参数,供事后精密定位使用。2.1 7 历书a l ma n a c G P S 卫星电文中包含的所有在轨卫星的粗略轨道参数2.1 8 载频L,L,L,c a r r i e r L,L,L L-L:为 G P S卫星所发射信号的载频,L 为 1 5 7 5.4 2 MHz,L。为 1 2 2 7.6 0 MHz,L;为G P S 卫星将增发的民 用信号的 载频,预定为1 1 7 6.4 5 M H z,2.1 9 历元e p oc hGB/T 1 9 3 9 1-2 0 0 3 指一个时期和一个事件的起始时刻或者表示某个测量
10、系统的参考日期。注:在G P S术语中两种概念都使用。2.2 0 伪随机噪 声码 p s e u d o r a nd om n oi s e(P R N)c od e 一种具有与白噪声类似的自相关特性确定的码序列。G P S 信号中采用了伪随机噪声编码技术,以产生码分多址(C D MA),直接序列扩频和伪距测量功能 2.2 1 粗/捕获码c o a r s e/a c q u i s i t i o n c od e C/A码C/A c o d e 用于调制 G P S卫星 L,载频信号的民用伪随机码。2.2 2 精码p rec i s e c od e P码P c od e 曾经用于调制G
11、P S卫星 L,和I.:载频信号的伪随机码。2.2 3 P(Y)码P(Y)c od e Y码Y c o d e G P S 卫星用于调制L,和 L:载频信号的军用伪随机码,由P码与加密码 W模2相加而成。由于Y码仍然保持着 P码的码速率,因此也称作P(Y)码。2.2 4 精度因子d i l u t i on of p r e c i s i on(D O P)描述卫星的几何位置对误差贡献的因子。G P S的误差为测距误差与精度因子之乘积。2.2 5 A何精度因子 g e om e t r i c a l d i l u t i on of p r e c i s ion(G D O P)表征卫
12、星几何位置布局对GP S三维位置误差和时间误差综合影响的精度因子。2.2 6 位置精度因子 p os i t i ona l d i l u t i on of p re c i s i on(P R O P)表征卫星几何位置布局对G P S三维位置精度影响的精度因子。2.2 7 高程精度因 子 v e r t i c a l d i l u t i on of p r e c is i on(V D O P)表征卫星几何位置布局对 G P S 高程定位精度影响的精度因子2.2 8 平面位置精度因子 h or i z on t a l d i l a t i on of p r e c i s
13、 i on(H D O P)表征卫星几何位置布局对 G P S平面位置精度影响的精度因子。2.2 9 时间精度因子t i m e d i l u t io n of p r e c i s i on(T R O P)表征卫星几何位置布局对GP S时间精度影响的精度因子。2.3 0 捕获a c q u i s i t i on 用户设备对接收到的G P S 卫星信号完成码识别、码同步和载波相位同步的处理过程。2.3 1 重捕r e-a c q u is i t i on G P S接收机因信号遮挡等原因短时间失锁后重新捕获信号的过程,一般很快便能完成。GB/T 1 9 3 9 1-2 0 0 3
14、2.3 2 跟踪t r a c k i n g 对捕获到的G P S 卫星信号继续保持码同步和载波相位同步的过程。2.3 3 码相位跟踪c o d e p h a s e t r a c k i n g G P S接收机通过对GP S 卫星信号的C/A码或 NY)码的码相位进行跟踪,以获得GP S伪距测量值的过程。2.3 4 载波相位跟踪 c a r r i e r p h a s e t r a c k i n g G P S 接收机通过对G P S 卫星信号的载波相位的跟踪,以 获得载波相位测量值的 过程。2.3 5 载波相位平 滑 c a r r i e r p h a s e s m
15、oot h i n g 在 G P S接收机中利用积分载波相位测量值,以减小由码相位跟踪噪声造成的误差的方法。2.3 6 周跳c y c l e s l i p s 在G P S 接收机进行载波相位跟踪时,因某种原因产生的整数载波周期跳变2.3 7 伪距p s e u d or a n g e 由 G P S接收机测出的卫星信号传播时间而计算出的卫星与接收天线相位中心间的距离。2.3 8 距离变化率 r a n g e r a t e 用测量 G P S卫星载波的多普勒频移求得的伪距变化的速率。2.3 9 选择可 用性s e l e c t i v e a v a i l a b i l i
16、t y(S A 是美国人为地将误差引人卫星时钟和星历数据中,以降低 G P S标准定位服务(S P S)精度的人为措施。注:该措施从 1 9 9 0 年 3 月开始实施,2 0 0 1 年5月1日停止使用。2.4 0 完好性i n t e g r it y 当无线电导航系统不应当用于导航时向用户及时发出警告(信息)的能力。G P S系统有一定的完好性措施,但对一些应用系统目前的完好性还不够。2.4 1 反欺骗a n t i-s p oof i n g(A-S)(;P S卫星信号中用加密码 W与 P码相叠加,使之变为 Y码的措施,用于精密定位服务(P P S)。只有具有解密能力的接收机才能利用精
17、密定位服务2.4 2 标准定位服务s t a n d a r d p os i t i o n i n g s e r v i c e(S P S)由G P S的 C/A码所提供的公开的民用服务。2.4 3 精密定位服务p r e c is e p os i t i o n i n g s e r v i c e(P P S)由G P S的NY)码所提供的保密服务,仅供美国及其盟国军用或经特许的其他用户使用 2.4 4 接收机自主完好性监测r e c e i v e r a u t o n o m ou s i n t e g r i t y m on i t or i n g(R A I M
18、)G B/T 1 9 3 9 1-2 0 0 3 接收机利用冗余 G P S 卫星的伪距测量信息,以判定G P S系统完好性的方法。它能判断可见卫星中是否有卫星出现故障或哪一颗卫星发生了故障并将其排除在导航解之外2.4 5 飞机自 主完好性监视 a i r p l a ne a u t on om ou s i n t e g r i t y m on i t or i ng(A A I M)利用飞机上各种导航设备的冗余信息辅助G P S 接收机,以提高GP S 完好性的一种技术。2.4 6 G P S 完好性通道G P S in t e g r it y c h a n n e l(G I
19、C)以由多个地面 G P S卫星监测台组成的网为基础,提高GP S星座完好性的技术。2.4 7 故障检测和排除 f a u l t d e t e c t i on e x c l u s i on(F D E)在R AI M 中,利用冗余 G P S 卫星的伪距测量信息,具体地判定某一颗卫星不可用而将其从求解组合中排除不用的方法。注:当可见卫星为 s 颗以上时,才能作故障检测和排除。2.4 8 G P S监测站G P S m o n i t or s t a t i on 在G P S地面控制段中用以对GP S星座的所有卫星进行跟踪测量的设施,全球一共设有 5 个。所有监测站收集到的数据传送
20、到主控站,在那里解算出卫星星历和时间的修正参数,然后上行加载到卫星上。2.4 9 主机板o r i g i n a l e q u i p m e n t m a n u f a c t u r e(O E M);e n g i n e b oa r d 是 G P S 接收机的核心部件,包括 R F、数字通道、处理器和定位解算软件在O E M基础上,根据不同用户的需求,加上不同的人机界面、天线和外壳结构,可以做成适合不同需要的G P S用户设备。2.5 0 C/A码G P S 接收机 C/A c od e G P S r e c e i v e r 利用 G P S的 C/A码进行导航定位的
21、接收机。2.5 1 P(Y)码 GP S接收机P(Y)c o d e GP S rec e i v e r 利用 G P S的 P(Y)码进行导航定位的接收机2.5 2 单频 G P S 接收机s i n g l e f r e q u e n c y G P S r e c e i v e r 只能接收 G P S L,载频信号而进行导航定位的接收机。2.5 3 双频G P S 接收机 d u a l f r e q u e n c y G P S r e c e i v e r 能够接收 G P S L,I,:信号而进行导航定位的接收机。2.5 4 无码G P S 接收机c od e l
22、e s s G P S r e c e i v e r 在不知道 P(Y)码序列的条件下,采用某种信号处理技术获得 G P S L,和L;双频信号的测量值,从而具有电离层延迟校正能力的民用双频 G P S接收机。2.5 5 软件无线电G P S 接收机 s of t w a r e r a d i o G P S r e c e i v e r 将经天线接收和直接放大后的 G P S卫星信号送人高速模/数变换器,其后的全部处理过程由通用数字信号处理器完成的GP S接收机。GS/T 1 9 3 9 1-2 0 0 32.5 6 导航型 G P S 接收机n a v i g a t i on a
23、l GP S re c e i v e r 能在动态条件下提供实时定位及其他数据并具有导航功能的 G P S接收机。2.5 7 测地型 G P S 接收机g e od e t i c G P S r e c e i v e r 能够提供卫星信号原始观测值用于高精度测量的接收机。2.5 8 GP S/GL ONAS S兼用接收机GP S 月3 L ONAS S d u a l-u s e d r e c e i v e r 能够同时接收G P S卫星和 G L O NA S S卫星信号进行导航定位的接收机2.5 9 测姿型 G P S 接收机a t t i t u d e-d e t e r m
24、 i n a t i on G P S r e c e i v e r 用以测量载体方向、横滚和俯仰等参数的G P S接收机 通常由多个G P S接收天线、O E M和相应的处理器组成2.6 0 测向型 G P S接收机G P S a z i m u t h-d e t e r m i n a t io n r e c e i v e r 用以测量载体方向等参数的G P S接收机,通常由双天线,O E M 和相应的处理器组成。2.6 1 授时型 G P S接收机t i m e t r a n s f e r G P S r e c e iv e r 专用于精确时间(G P S 时或U T C时
25、间)发布的G P S 接收机。有时还同时输出高稳定度的 频率。授时精度可以达到或超过 4 0 n s2.6 2 定时校频G P S 接收机 G P S t i m e/f r e q u e n c y r e c e i v e r 同时产生 G P S 标准秒信号和基准频率的 G P S接收机。用于对用户的时钟和频率源进行定时和校准。2.6 3 单通道G P S 接收机 s i n g l e c h a n n e l G P S r e c e i v e r 采用单个硬件通道,按照一定的时序实现对多颗卫星信号的跟踪,并完成定位功能的老式 G P S 接收机2.6 4 多通道G P S
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