GPS系统的地面控制部分介绍

时间:2015-01-28     点击:加载中   【打印此页】  【关闭

  GPS 的地面监控部分主要由分布全球的6个地面站构成,其中包括卫星监测站、主控站、 备用主控站和信息注入站,分别位于科罗拉多(Colorado)、盖茨堡(Gaithersburg)、夏威夷 (Hawaii)、南大西洋的阿松森群岛(Ascencion)、印度洋的迭哥伽西亚(Diego Garcia)和南太 平洋的卡瓦加兰(Kwajalein),如图1-6 所示。

  一、监测站

  所有地面站都有监测站的功能,它们是主控站控制下的数据自动采集中心。其主要作用 就是对GPS 卫星数据和当地的环境数据进行采集、存储并传送给主控站。站内配备有GPS 双频接收机、高精度原子钟、计算机和若干环境参数传感器。接收机用来采集GPS 卫星数据、 监测卫星工作状况。原子钟提供时间标准。环境参数传感器则收集当地有关的气象数据。所 有数据经计算机初步处理后存储并传送给主控站,再由主控站做进一步的数据处理(参见图 1-7)。

  二、主控站

  主控站只有一个,设在美国科罗拉多(Colorado)的施瑞福空军基地(Schriever Air Force Base)。它是整个GPS 系统的“中枢神经”(参见图1-7)。

  其主要作用包括:

  (1)根据本站和其它监测站的所有观测数据,推算各卫星的星历、卫星钟差、大气改正等 参数,并把这些数据传送到注入站。

  (2)提供全球定位系统的时间基准。校准各监测站和GPS 卫星的原子钟,所得误差编入 导航电文再送到注入站。

  (3)甄别偏离轨道的GPS 卫星,发出指令使其沿预定轨道运行。

  (4)判断卫星工作状态,启用备用卫星代替失效的卫星。

  三、备用主控站

  备用主控站也只有一个,位于美国马里兰州的盖茨堡(Gaithersburg Maryland)。不言而 喻它的作用和主控站完全一样,当某些特殊情况发生时启用。一旦需要,主控站的工作人员 图1-7 地面监控系统的运作 7 能在24hr 以内集结于备用主控站并展开工作。为了确保万无一失,备用主控站每年都要进行 实际操作演练。

  四、注入站

  注入站目前有4 个,位于科罗拉多、阿松森群岛等地。注入站的主要设备包括一个大型 天线、一台C 波段发射机和计算机。它的主要作用就是将主控站推算的卫星星历、导航电文、 钟差和其它控制指令,以一定的格式注入到相应卫星的存储系统,并监测注入信息的准确性 (参见图1-7)。 GPS 系统地面监控部分的大部分工作都是在原子钟和计算机的控制下自动完成的,其中 监测站和注入站均可做到24hr 无人值守。各站点间数据通信都是利用了专用网络实现,具有 较高的效率和自动化程度。

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