測(cè)量GNSS技術(shù)的發(fā)展

1、空間定位技術(shù)及應(yīng)用 GPS定位技術(shù)及應(yīng)用定位技術(shù)及應(yīng)用 GNSS技術(shù)的最新進(jìn)展及2000坐 標(biāo)系簡(jiǎn)介 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSSGNSS） 定義定義 具有全球?qū)Ш蕉ㄎ荒芰Φ男l(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)稱為全球具有全球?qū)Ш蕉ㄎ荒芰Φ男l(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)稱為全球 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，英文全稱為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，英文全稱為Global Navigation Global Navigation Satellite SystemSatellite System，簡(jiǎn)稱為，簡(jiǎn)稱為GNSSGNSS。 實(shí)際系統(tǒng)實(shí)際系統(tǒng) 美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPSGPS） 俄羅斯的全球衛(wèi)星

2、導(dǎo)航系統(tǒng)俄羅斯的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASSGLONASS 正在發(fā)展研究的有歐盟的正在發(fā)展研究的有歐盟的GALILEOGALILEO系統(tǒng)系統(tǒng) 中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航廣域增強(qiáng)系統(tǒng)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航廣域增強(qiáng)系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)中國(guó)及其周邊海域的區(qū)域定位導(dǎo)航系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)中國(guó)及其周邊海域的區(qū)域定位導(dǎo)航系統(tǒng)。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 GPSGPS全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) 擁有者擁有者 美國(guó)美國(guó) 發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)展簡(jiǎn)史 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPSGPS）計(jì)劃自）計(jì)劃自19731973年起步，年起步，19781978年首次年首次 發(fā)射衛(wèi)星，發(fā)射衛(wèi)星，19941994年完成年完成2424顆中高度圓軌道（顆中高度圓軌道（M

3、EOMEO）衛(wèi)星組網(wǎng)，）衛(wèi)星組網(wǎng)， 共歷時(shí)共歷時(shí)1616年、耗資年、耗資120120億美元。至今，已先后發(fā)展了三代衛(wèi)億美元。至今，已先后發(fā)展了三代衛(wèi) 星。星。 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 空間部分空間部分 控制部分控制部分 用戶部分用戶部分 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 GLONASS全球定位系統(tǒng) 擁有者擁有者 俄羅斯俄羅斯 發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)展簡(jiǎn)史 由前蘇聯(lián)從由前蘇聯(lián)從8080年代初開(kāi)始建設(shè)的與美國(guó)年代初開(kāi)始建設(shè)的與美國(guó)GPSGPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定 位系統(tǒng)，現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。位系統(tǒng)，現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。GLONASSGLONASS的整體結(jié)構(gòu)類似于的整體結(jié)構(gòu)類似于 GPSGPS系統(tǒng)，其主要不

4、同之處在于星座設(shè)計(jì)和信號(hào)載波頻率和衛(wèi)星系統(tǒng)，其主要不同之處在于星座設(shè)計(jì)和信號(hào)載波頻率和衛(wèi)星 識(shí)別方法的設(shè)計(jì)不同。目前因經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，星座中衛(wèi)星缺失太多，識(shí)別方法的設(shè)計(jì)不同。目前因經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，星座中衛(wèi)星缺失太多， 暫時(shí)不能連續(xù)實(shí)時(shí)定位。暫時(shí)不能連續(xù)實(shí)時(shí)定位。 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 地面監(jiān)測(cè)控制站地面監(jiān)測(cè)控制站 用戶設(shè)備用戶設(shè)備 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 伽利略（伽利略（GALILEOGALILEO）全球定位系統(tǒng)）全球定位系統(tǒng) 擁有者擁有者 歐盟，中國(guó)參與歐盟，中國(guó)參與 發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)展簡(jiǎn)史 GALILEOGALILEO系統(tǒng)是歐洲自主的、獨(dú)立的全球多模式衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)是歐洲自主的、獨(dú)立的全球

5、多模式衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)， 提供高精度、高可靠性的定位服務(wù)，同時(shí)它實(shí)現(xiàn)完全非軍方控制、提供高精度、高可靠性的定位服務(wù)，同時(shí)它實(shí)現(xiàn)完全非軍方控制、 管理，可與美國(guó)的管理，可與美國(guó)的GPSGPS和俄羅斯的和俄羅斯的GLONASSGLONASS兼容，但比后兩者更安全、兼容，但比后兩者更安全、 更準(zhǔn)確。計(jì)劃將于更準(zhǔn)確。計(jì)劃將于20082008年完成，年完成，但從目前的情況來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)的但從目前的情況來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)的 建立還是遙遙無(wú)期建立還是遙遙無(wú)期 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 GALILEOGALILEO系統(tǒng)由系統(tǒng)由3030顆衛(wèi)星組成，其中顆衛(wèi)星組成，其中2727顆工作星，顆工作星，3 3顆備份星。衛(wèi)星顆備份星

6、。衛(wèi)星 分布在分布在3 3個(gè)中地球軌道（個(gè)中地球軌道（MEOMEO）上，軌道高度為）上，軌道高度為2361623616千米，軌道傾角千米，軌道傾角 5656度。每個(gè)軌道上部署度。每個(gè)軌道上部署9 9顆工作星和顆工作星和1 1顆備份星。顆備份星。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 中國(guó)北斗定位系統(tǒng)中國(guó)北斗定位系統(tǒng) 由三顆地球同步軌道衛(wèi)星組成，投資較少不具備全由三顆地球同步軌道衛(wèi)星組成，投資較少不具備全 球覆蓋能力，只能以地區(qū)為主。球覆蓋能力，只能以地區(qū)為主。 先發(fā)射衛(wèi)星，再進(jìn)行終端設(shè)備研發(fā)，不像先發(fā)射衛(wèi)星，再進(jìn)行終端設(shè)備研發(fā)，不像GPS是軍民是軍民 應(yīng)用一起開(kāi)發(fā)。應(yīng)用一起開(kāi)發(fā)。 北斗系統(tǒng)需要接收機(jī)的返回信息，

7、不像北斗系統(tǒng)需要接收機(jī)的返回信息，不像GPS屬于被動(dòng)屬于被動(dòng) 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 ”二代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)二代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)“計(jì)劃包括計(jì)劃包括4顆靜止星、顆靜止星、12顆中顆中 軌星和軌星和9顆高軌星。原定顆高軌星。原定2006年開(kāi)始組網(wǎng)，年開(kāi)始組網(wǎng)，2010年實(shí)年實(shí) 現(xiàn)全球精確覆蓋。目前時(shí)間推遲了，真正實(shí)現(xiàn)還沒(méi)現(xiàn)全球精確覆蓋。目前時(shí)間推遲了，真正實(shí)現(xiàn)還沒(méi) 有時(shí)間表。有時(shí)間表。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 GPS現(xiàn)代化現(xiàn)代化 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 GPS現(xiàn)代化計(jì)劃 保護(hù)保護(hù) 采用一系列措施保護(hù)采用一系列措施保護(hù)GPSGPS系統(tǒng)不受敵方和黑客的系統(tǒng)不受敵方和黑客的 干擾，增加干擾，增加GPSGPS軍用信號(hào)的抗干擾能力，

8、其中包軍用信號(hào)的抗干擾能力，其中包 括增加括增加GPSGPS的軍用無(wú)線電信號(hào)的強(qiáng)度。的軍用無(wú)線電信號(hào)的強(qiáng)度。 阻止阻止 阻止敵方利用阻止敵方利用GPSGPS的軍用信號(hào)。設(shè)計(jì)新的的軍用信號(hào)。設(shè)計(jì)新的GPSGPS衛(wèi)衛(wèi) 星型號(hào)（星型號(hào)（FF），設(shè)計(jì)新的），設(shè)計(jì)新的GPSGPS信號(hào)結(jié)構(gòu)，增加頻信號(hào)結(jié)構(gòu)，增加頻 道，將民用頻道道，將民用頻道L1L1、L2L2、L5(1.17645GHz)L5(1.17645GHz)和軍用和軍用 頻道頻道L3L3、L4L4分開(kāi)。分開(kāi)。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 GPS現(xiàn)代化計(jì)劃現(xiàn)代化計(jì)劃 GPS將使用將使用Block IIR GPS衛(wèi)星，今后將陸續(xù)更新衛(wèi)星，今后將陸續(xù)更新12顆

9、衛(wèi)顆衛(wèi) 星，星， 增強(qiáng)了信號(hào)的功率和種類增強(qiáng)了信號(hào)的功率和種類 兩種新型軍用信號(hào)，增強(qiáng)了加密和抗干擾能力兩種新型軍用信號(hào)，增強(qiáng)了加密和抗干擾能力 增加一種民用信號(hào)，提供不同頻率上的公開(kāi)信號(hào)增加一種民用信號(hào)，提供不同頻率上的公開(kāi)信號(hào) 在使用位置上可以直接校正電離層干擾，在使用位置上可以直接校正電離層干擾， 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)GPS服務(wù)更加準(zhǔn)確、有效、完整、可靠。服務(wù)更加準(zhǔn)確、有效、完整、可靠。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 新信號(hào)概述新信號(hào)概述 除了除了IIR衛(wèi)星，衛(wèi)星，2005年還要發(fā)射波音年還要發(fā)射波音IIF衛(wèi)星衛(wèi)星 F批次衛(wèi)星除發(fā)射增強(qiáng)的批次衛(wèi)星除發(fā)射增強(qiáng)的L1、L2民用信號(hào)和民用信號(hào)和M碼外，將在碼外，將在

10、 1176.45兆赫增加第兆赫增加第3個(gè)民用信號(hào)（個(gè)民用信號(hào)（L5），位于），位于960-1215MHZ L2載波上增加的第二個(gè)民用信號(hào)是載波上增加的第二個(gè)民用信號(hào)是L2C，能補(bǔ)償大氣傳輸不，能補(bǔ)償大氣傳輸不 穩(wěn)定性，提高民用導(dǎo)航精度到穩(wěn)定性，提高民用導(dǎo)航精度到3-10米米 M碼采用新型的調(diào)制方法，和新一代加密技術(shù)，軍用和民用碼采用新型的調(diào)制方法，和新一代加密技術(shù)，軍用和民用 碼分離碼分離 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 PPP技術(shù)技術(shù) 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 精密單點(diǎn)定位技術(shù)（精密單點(diǎn)定位技術(shù)（3P） Precise Point PositioningPrecise Point Positioning，簡(jiǎn)稱

11、為，簡(jiǎn)稱為PPPPPP。 原理原理 利用預(yù)報(bào)的利用預(yù)報(bào)的GPSGPS衛(wèi)星的精密星歷或事后的精密星歷作為已知坐衛(wèi)星的精密星歷或事后的精密星歷作為已知坐 標(biāo)起算數(shù)據(jù)；同時(shí)利用某種方式得到的精密衛(wèi)星鐘差來(lái)替代標(biāo)起算數(shù)據(jù)；同時(shí)利用某種方式得到的精密衛(wèi)星鐘差來(lái)替代 用戶用戶GPSGPS定位觀測(cè)值方程中的衛(wèi)星鐘差參數(shù)；用戶利用單臺(tái)定位觀測(cè)值方程中的衛(wèi)星鐘差參數(shù)；用戶利用單臺(tái) GPSGPS雙頻雙碼接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)在數(shù)千萬(wàn)平方公里乃至全球范雙頻雙碼接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)在數(shù)千萬(wàn)平方公里乃至全球范 圍內(nèi)的任意位置都可以圍內(nèi)的任意位置都可以2-4dm2-4dm級(jí)的精度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位或以級(jí)的精度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位或以 2

12、-4cm2-4cm級(jí)的精度進(jìn)行較快速的靜態(tài)定位級(jí)的精度進(jìn)行較快速的靜態(tài)定位 精密單點(diǎn)定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全球精密實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位與導(dǎo)航的關(guān)鍵技精密單點(diǎn)定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全球精密實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位與導(dǎo)航的關(guān)鍵技 術(shù)，也是術(shù)，也是GPSGPS定位方面的前沿研究方向。定位方面的前沿研究方向。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 處理非差碼與相位觀測(cè)值，可利用的觀測(cè)值多且不相關(guān)處理非差碼與相位觀測(cè)值，可利用的觀測(cè)值多且不相關(guān) 可估計(jì)位置、鐘差及對(duì)流層延遲等參數(shù)可估計(jì)位置、鐘差及對(duì)流層延遲等參數(shù) 支持靜態(tài)模式和動(dòng)態(tài)模式作業(yè)支持靜態(tài)模式和動(dòng)態(tài)模式作業(yè) 只要有通訊鏈路支持，可在全球范圍內(nèi)應(yīng)用只要有通訊鏈路支持，可在全球范圍內(nèi)應(yīng)用 直

13、接得到直接得到ITRF框架坐標(biāo)框架坐標(biāo) 關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn) 精密衛(wèi)星軌道及精密衛(wèi)星鐘差估計(jì)精密衛(wèi)星軌道及精密衛(wèi)星鐘差估計(jì) 非差模糊度求解問(wèn)題非差模糊度求解問(wèn)題 相對(duì)于雙差定位模式，非差定位誤差處理更為復(fù)雜相對(duì)于雙差定位模式，非差定位誤差處理更為復(fù)雜 精密單點(diǎn)定位（精密單點(diǎn)定位（3P） 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 SBAS介紹 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 SBAS差分模式介紹差分模式介紹 SBAS SBAS 即即Space Based Augmentation SystemSpace Based Augmentation System，是利用地球靜止軌，是利用地球靜止軌 道衛(wèi)星建立的地區(qū)性廣域差分增強(qiáng)

14、系統(tǒng)（星站差分），系統(tǒng)通過(guò)道衛(wèi)星建立的地區(qū)性廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)（星站差分），系統(tǒng)通過(guò) 衛(wèi)星向外廣播差分信號(hào)，地面上的衛(wèi)星向外廣播差分信號(hào)，地面上的GPSGPS在接收在接收GPSGPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)， 還接收這些差分信號(hào)，從而提高單機(jī)定位精度。還接收這些差分信號(hào)，從而提高單機(jī)定位精度。 隨著隨著SBASSBAS測(cè)量系統(tǒng)的不斷完善和定位精度的逐步提高，測(cè)量系統(tǒng)的不斷完善和定位精度的逐步提高，SBASSBAS差分差分 測(cè)量應(yīng)用越來(lái)越廣泛。測(cè)量應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 SBASSBAS即地區(qū)性廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)，可以為地區(qū)的差分接收系統(tǒng)提即地區(qū)性廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)，可以為地區(qū)的差分接收系統(tǒng)提 供持續(xù)

15、不斷的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上，發(fā)展了以接收供持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上，發(fā)展了以接收SBASSBAS信號(hào)為差信號(hào)為差 分輸入源的分輸入源的GPSGPS接收機(jī)。接收機(jī)。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 目前全球發(fā)展的目前全球發(fā)展的SBAS系統(tǒng)有：系統(tǒng)有： 歐空局接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (EGNOS)，覆蓋 歐洲大陸 美國(guó)的DGPS(Differential GPS)， 美國(guó)雷聲公司的廣域增強(qiáng)系統(tǒng) (WAAS)，覆蓋美洲大陸 日本的多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng) （MAAS），覆蓋亞洲大陸 還有印度即將投入使用的 GAGAN系統(tǒng)，可以覆蓋東南 亞大部 MAAS衛(wèi)星的差分覆蓋范圍 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 SBAS系統(tǒng)工作特點(diǎn)系統(tǒng)工作特

16、點(diǎn) 1、通過(guò)地球靜止衛(wèi)星（GEO）發(fā)布包括GPS衛(wèi) 星星歷誤差改正、衛(wèi)星鐘差改正和電離層改的 信息； 2、通過(guò)GEO衛(wèi)星發(fā)播GPS和GEO衛(wèi)星完整的數(shù) 據(jù)； 3、GEO衛(wèi)星的導(dǎo)航載荷發(fā)射GPS L1測(cè)距信號(hào)。 4、在接收機(jī)上利用結(jié)算模型，利用GEO衛(wèi)星發(fā) 送的信息，結(jié)算出高精度的結(jié)果 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò) CORS技術(shù) 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)CORSCORS技術(shù)技術(shù) 工作原理工作原理 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)CORS就是在一定區(qū)域內(nèi)建立多個(gè)（一般為三就是在一定區(qū)域內(nèi)建立多個(gè)（一般為三 個(gè)或三個(gè)以上）坐標(biāo)為已知的個(gè)或三個(gè)以上）坐標(biāo)為已知的GNSS基準(zhǔn)站，對(duì)該基準(zhǔn)站，對(duì)該 地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并以這些基準(zhǔn)

17、站為基準(zhǔn)，計(jì)地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并以這些基準(zhǔn)站為基準(zhǔn)，計(jì) 算和發(fā)播相位觀測(cè)值誤差改正信息，對(duì)該地區(qū)內(nèi)算和發(fā)播相位觀測(cè)值誤差改正信息，對(duì)該地區(qū)內(nèi) 的衛(wèi)星定位用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)改正的定位方式。的衛(wèi)星定位用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)改正的定位方式。 特點(diǎn)特點(diǎn) 覆蓋面廣，定位精度高，可靠性高，可實(shí)時(shí)提供覆蓋面廣，定位精度高，可靠性高，可實(shí)時(shí)提供 厘米級(jí)定位。厘米級(jí)定位。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)CORS相對(duì)于傳統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢(shì)的優(yōu)勢(shì) 具有跨行業(yè)特性，可面向不同類型的用戶，不再局限于具有跨行業(yè)特性，可面向不同類型的用戶，不再局限于 測(cè)繪領(lǐng)域及設(shè)站的單位與部門(mén)；測(cè)繪領(lǐng)域及設(shè)站的單位與部門(mén)； 可同時(shí)滿足不同需求的用戶在

18、實(shí)時(shí)性方面的差異，能同可同時(shí)滿足不同需求的用戶在實(shí)時(shí)性方面的差異，能同 時(shí)提供時(shí)提供RTKRTK、DGPSDGPS、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)后處理、及現(xiàn)場(chǎng)高精度、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)后處理、及現(xiàn)場(chǎng)高精度 準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位的數(shù)據(jù)服務(wù)；準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位的數(shù)據(jù)服務(wù)； 參考站網(wǎng)的建立可部分取代常規(guī)測(cè)量布控參考站網(wǎng)的建立可部分取代常規(guī)測(cè)量布控 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)CORS相對(duì)于傳統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢(shì)的優(yōu)勢(shì) 能兼顧不同層次的用戶對(duì)定位精度指標(biāo)要求，提供覆蓋能兼顧不同層次的用戶對(duì)定位精度指標(biāo)要求，提供覆蓋 米級(jí)、分米級(jí)、厘米級(jí)的數(shù)據(jù)；米級(jí)、分米級(jí)、厘米級(jí)的數(shù)據(jù)； 覆蓋范圍廣、作業(yè)效率高，一次投資長(zhǎng)期受益的特點(diǎn)，覆蓋范圍廣、作業(yè)效率

19、高，一次投資長(zhǎng)期受益的特點(diǎn)， 成為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新方向；成為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新方向； 提供穩(wěn)定、統(tǒng)一的參考坐標(biāo)系給所有用戶共享，提供穩(wěn)定、統(tǒng)一的參考坐標(biāo)系給所有用戶共享， 規(guī)范規(guī)范 基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)；基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)； 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)CORS相對(duì)于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢(shì) 提高作業(yè)區(qū)域的精度一致性，降低系統(tǒng)誤差、提高外業(yè)提高作業(yè)區(qū)域的精度一致性，降低系統(tǒng)誤差、提高外業(yè) 數(shù)據(jù)質(zhì)量；數(shù)據(jù)質(zhì)量； 提高生產(chǎn)效率，單人測(cè)量系統(tǒng)成為提高生產(chǎn)效率，單人測(cè)量系統(tǒng)成為GNSSGNSS主流作業(yè)模式主流作業(yè)模式 解決了重復(fù)的參數(shù)求取解決了重復(fù)的參數(shù)求取 提供了數(shù)據(jù)完整性監(jiān)控提供了數(shù)據(jù)完整性監(jiān)控 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 目前

20、幾種網(wǎng)絡(luò)目前幾種網(wǎng)絡(luò)CORSCORS的算法的算法 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)CORS技術(shù)技術(shù) 根據(jù)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信息（改正模型）方法的不同，現(xiàn)有 的網(wǎng)絡(luò)CORS技術(shù)可以分為 虛擬參考站虛擬參考站（VRSVRS，Virtual Reference StationVirtual Reference Station） 區(qū)域改正參數(shù)區(qū)域改正參數(shù)（FKPFKP，F(xiàn)lchen-Korrektur-ParameterFlchen-Korrektur-Parameter） 主輔站技術(shù)主輔站技術(shù)（MAXMAX，Master-Auxiliary Corrections Master-Auxiliary C

21、orrections ） - -網(wǎng)絡(luò)參考站系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)參考站系統(tǒng)（NRSNRS，NET Reference Station NET Reference Station ） 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 虛擬參考站技術(shù)虛擬參考站技術(shù)(VRS) 流動(dòng)站將自身的概略位置（流動(dòng)站將自身的概略位置（GGA）發(fā)送給數(shù)據(jù)）發(fā)送給數(shù)據(jù) 處理中心，數(shù)據(jù)處理中心選擇用戶周圍的三個(gè)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心選擇用戶周圍的三個(gè) 參考站，并根據(jù)改正模型在用戶附近虛擬一個(gè)參考站，并根據(jù)改正模型在用戶附近虛擬一個(gè) 基準(zhǔn)站，將虛擬基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)通過(guò)與常規(guī)基準(zhǔn)站，將虛擬基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)通過(guò)與常規(guī)RTK 相同的方式發(fā)送給流動(dòng)站相同的方式發(fā)送給流動(dòng)站

22、空間定位技術(shù)及應(yīng)用 VRS特點(diǎn)特點(diǎn) 全網(wǎng)電離層，對(duì)流層，軌道誤差模型化；全網(wǎng)電離層，對(duì)流層，軌道誤差模型化； 雙向數(shù)據(jù)通訊；雙向數(shù)據(jù)通訊； 用戶量受通訊能力的限制；用戶量受通訊能力的限制； 易于監(jiān)控和管理流動(dòng)站用戶權(quán)限、作業(yè)；易于監(jiān)控和管理流動(dòng)站用戶權(quán)限、作業(yè)； 使用使用NTrip協(xié)議可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶權(quán)限的管理協(xié)議可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶權(quán)限的管理 發(fā)送內(nèi)容與傳統(tǒng)發(fā)送內(nèi)容與傳統(tǒng)RTK相同相同 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 區(qū)域改正參數(shù)技術(shù)（區(qū)域改正參數(shù)技術(shù)（ FKP） FKP是指利用是指利用GPS 基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)(相位觀測(cè)值相位觀測(cè)值 和偽距觀測(cè)值等和偽距觀測(cè)值等) 及基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)等信息

23、及基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)等信息,計(jì)算計(jì)算 得到基準(zhǔn)網(wǎng)范圍內(nèi)與時(shí)間或空間相關(guān)的誤差改得到基準(zhǔn)網(wǎng)范圍內(nèi)與時(shí)間或空間相關(guān)的誤差改 正數(shù)模型正數(shù)模型,然后利用測(cè)量點(diǎn)的近似坐標(biāo)內(nèi)插出測(cè)然后利用測(cè)量點(diǎn)的近似坐標(biāo)內(nèi)插出測(cè) 量點(diǎn)的誤差改正數(shù)量點(diǎn)的誤差改正數(shù),將它應(yīng)用到觀測(cè)值中將它應(yīng)用到觀測(cè)值中,從而消從而消 除各種與時(shí)間和空間有關(guān)的誤差除各種與時(shí)間和空間有關(guān)的誤差,獲得高精度的獲得高精度的 定位結(jié)果。定位結(jié)果。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 區(qū)域改正參數(shù)技術(shù)（區(qū)域改正參數(shù)技術(shù)（FKP） 數(shù)據(jù)處理中心廣播主站的觀測(cè)值（與常規(guī)數(shù)據(jù)處理中心廣播主站的觀測(cè)值（與常規(guī)RTK 相同），同時(shí)通過(guò)相同），同時(shí)通過(guò)RTCM59廣播一組模型參數(shù)。

24、廣播一組模型參數(shù)。 流動(dòng)站根據(jù)自身位置和主站位置，以及與距離流動(dòng)站根據(jù)自身位置和主站位置，以及與距離 有關(guān)的模型參數(shù)計(jì)算改正值，并用計(jì)算除的改有關(guān)的模型參數(shù)計(jì)算改正值，并用計(jì)算除的改 正值改正觀測(cè)值，從而進(jìn)行正值改正觀測(cè)值，從而進(jìn)行RTK定位。定位。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 FKP技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn) 單向通訊（流動(dòng)站不需要發(fā)送單向通訊（流動(dòng)站不需要發(fā)送GGA） 無(wú)法兼容傳統(tǒng)無(wú)法兼容傳統(tǒng)RTK流動(dòng)站，要求流動(dòng)站能處理流動(dòng)站，要求流動(dòng)站能處理 RTCM59信息信息 單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具有良好單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具有良好 的隱蔽性；的隱蔽性； 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 主輔站技術(shù)（主輔

25、站技術(shù)（MAX） 數(shù)據(jù)處理中心廣播主站觀測(cè)值（與常規(guī)數(shù)據(jù)處理中心廣播主站觀測(cè)值（與常規(guī)RTK相相 同），同時(shí)通過(guò)同），同時(shí)通過(guò)RTCM3.1 10141017消息發(fā)送消息發(fā)送 一組輔站數(shù)據(jù)（只發(fā)送輔站改正數(shù)與主站改正一組輔站數(shù)據(jù)（只發(fā)送輔站改正數(shù)與主站改正 數(shù)的差值，以及輔站坐標(biāo)與主站坐標(biāo)的差值，數(shù)的差值，以及輔站坐標(biāo)與主站坐標(biāo)的差值， 為了減低傳輸負(fù)擔(dān)）。流動(dòng)站收到廣播消息后，為了減低傳輸負(fù)擔(dān)）。流動(dòng)站收到廣播消息后， 計(jì)算自身位置的改正數(shù)，并加到觀測(cè)值中，進(jìn)計(jì)算自身位置的改正數(shù)，并加到觀測(cè)值中，進(jìn) 行常規(guī)行常規(guī)RTK定位定位 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 MAX技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn) 數(shù)據(jù)量大，需要發(fā)送主

26、站及一系列輔站的改正數(shù)據(jù)量大，需要發(fā)送主站及一系列輔站的改正 數(shù)；數(shù)； 單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具有良好單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具有良好 的隱蔽性；的隱蔽性； 無(wú)法兼容常規(guī)無(wú)法兼容常規(guī)RTK流動(dòng)站，需要流動(dòng)站能處理流動(dòng)站，需要流動(dòng)站能處理 RTCM3.1 10141017信息；信息； 用戶量沒(méi)有限制；用戶量沒(méi)有限制； 不利于監(jiān)控和管理流動(dòng)站用戶的作業(yè)和權(quán)限不利于監(jiān)控和管理流動(dòng)站用戶的作業(yè)和權(quán)限 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 iMAX(Individual MAX) 增強(qiáng)了個(gè)人的應(yīng)用增強(qiáng)了個(gè)人的應(yīng)用 流動(dòng)站發(fā)送流動(dòng)站發(fā)送GGA 易于監(jiān)控和管理流動(dòng)站用戶權(quán)限、作業(yè)；易于監(jiān)控和管理流動(dòng)站用戶權(quán)

27、限、作業(yè)； 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)參考站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參考站系統(tǒng)(NRS) NRSNRS（Net Reference Station Net Reference Station ）是南方公司）是南方公司 在虛擬參考站技術(shù)的基礎(chǔ)上，吸收其他網(wǎng)絡(luò)在虛擬參考站技術(shù)的基礎(chǔ)上，吸收其他網(wǎng)絡(luò) CORSCORS技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合中國(guó)實(shí)際進(jìn)一步發(fā)展和延技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合中國(guó)實(shí)際進(jìn)一步發(fā)展和延 伸的自主創(chuàng)新成果伸的自主創(chuàng)新成果 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 NRS系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)特點(diǎn) 特有的特有的DEEP-NRS技術(shù)，使網(wǎng)的可用性大大提高技術(shù)，使網(wǎng)的可用性大大提高 數(shù)據(jù)加密技術(shù)數(shù)據(jù)加密技術(shù) 支持支持NTrip協(xié)議，系統(tǒng)兼容國(guó)內(nèi)外各種型號(hào)

28、的協(xié)議，系統(tǒng)兼容國(guó)內(nèi)外各種型號(hào)的 GPS 支持多種差分格式支持多種差分格式 RTCM2.x(含含RTD)、 CMR RTCA 、RTCM30 自定義圖形顯示自定義圖形顯示 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 GPSGPS產(chǎn)品產(chǎn)品 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 多樣、高端的多樣、高端的GPS產(chǎn)品成為主流產(chǎn)品成為主流 隨著電子信息終端技術(shù)的快速發(fā)展，隨著電子信息終端技術(shù)的快速發(fā)展，GPS產(chǎn)品產(chǎn)品 不斷向更輕、更小、更齊全功能方向發(fā)展，高端產(chǎn)不斷向更輕、更小、更齊全功能方向發(fā)展，高端產(chǎn) 品逐漸成為主線品逐漸成為主線 測(cè)量行業(yè)的測(cè)量行業(yè)的RTK產(chǎn)品產(chǎn)品 GIS個(gè)人手持定位系統(tǒng)個(gè)人手持定位系統(tǒng) 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CORS系統(tǒng)下

29、的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)RTK主機(jī)主機(jī) 工作模式在網(wǎng)絡(luò)基站的支持下，方便程度達(dá)到最工作模式在網(wǎng)絡(luò)基站的支持下，方便程度達(dá)到最 大化大化 主要是開(kāi)放的天空，對(duì)野外工作者來(lái)說(shuō)，就是完主要是開(kāi)放的天空，對(duì)野外工作者來(lái)說(shuō)，就是完 全全“無(wú)腦化無(wú)腦化”的作業(yè)模式的作業(yè)模式 改善了原來(lái)常規(guī)測(cè)量的流程，直接從最高級(jí)別控改善了原來(lái)常規(guī)測(cè)量的流程，直接從最高級(jí)別控 制點(diǎn)制點(diǎn)“CORS基站基站”下發(fā)展控制和最細(xì)部的測(cè)量點(diǎn)下發(fā)展控制和最細(xì)部的測(cè)量點(diǎn) 需要一個(gè)系統(tǒng)的支持，網(wǎng)絡(luò)需要一個(gè)系統(tǒng)的支持，網(wǎng)絡(luò)RTK機(jī)房中心的支持機(jī)房中心的支持 需要通訊系統(tǒng)的支持需要通訊系統(tǒng)的支持 大量的單臺(tái)流動(dòng)站和單人測(cè)量系統(tǒng)工作模式會(huì)快大量的單臺(tái)

30、流動(dòng)站和單人測(cè)量系統(tǒng)工作模式會(huì)快 速進(jìn)入各個(gè)測(cè)量單位速進(jìn)入各個(gè)測(cè)量單位 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 進(jìn)口進(jìn)口RTK廠商廠商 天寶（天寶（R8、R6） 阿斯泰克（阿斯泰克（Z-X，Z-Max） 加瓦特（加瓦特（ 凱旋凱旋-1和凱旋和凱旋-4） 拓普康（拓普康（HiPer Pro、GR-3 ） Novatel （最主要的（最主要的OEM廠商）廠商） 徠卡（徠卡（GPS1220 、GPS1230 ） Magellen（Thales） Hemisphere， Datagrid 雙頻接收機(jī)由于用戶量小，專利壟斷等原因，雙頻接收機(jī)由于用戶量小，專利壟斷等原因， 生產(chǎn)的廠家較少，價(jià)格壟斷生產(chǎn)的廠家較少，價(jià)格壟斷 空

31、間定位技術(shù)及應(yīng)用 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)RTK廠商廠商 南方（南方（S86、S82） 中海達(dá)（中海達(dá)（V8） 華測(cè)（華測(cè)（X90、X91） 目前都是目前都是OEM制造，沒(méi)有完全的自主制造技術(shù)制造，沒(méi)有完全的自主制造技術(shù) 國(guó)產(chǎn)的雙頻接收機(jī)技術(shù)近一兩年將會(huì)取得突破，國(guó)產(chǎn)的雙頻接收機(jī)技術(shù)近一兩年將會(huì)取得突破， 這種突破會(huì)徹底使測(cè)量型這種突破會(huì)徹底使測(cè)量型GPS的市場(chǎng)重新洗牌，的市場(chǎng)重新洗牌， 價(jià)格下降價(jià)格下降 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 手持手持GPS主要廠商主要廠商 Garmin 麥哲倫 最大的芯片廠家SiRF 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 20002000國(guó)家大地坐標(biāo)系簡(jiǎn)介國(guó)家大地坐標(biāo)系簡(jiǎn)介 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS200

32、0的定義 CGCS2000CGCS2000符合符合IERSIERS（國(guó)際地球旋轉(zhuǎn)和參考系服（國(guó)際地球旋轉(zhuǎn)和參考系服 務(wù)局）務(wù)局）ITRSITRS（國(guó)際地球參考系）的下列定義：（國(guó)際地球參考系）的下列定義： 原點(diǎn)原點(diǎn)在包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心；在包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心； 長(zhǎng)度長(zhǎng)度單位為米（單位為米（SISI），這一尺度與地心局部框架的），這一尺度與地心局部框架的 TCGTCG（地心坐標(biāo)時(shí)）時(shí)間坐標(biāo)一致；（地心坐標(biāo)時(shí)）時(shí)間坐標(biāo)一致； 定向定向在在1984.01984.0時(shí)與國(guó)際時(shí)間局（時(shí)與國(guó)際時(shí)間局（BIHBIH）定向一致；）定向一致； 定向隨時(shí)間的演變定向隨時(shí)間的演變由整個(gè)

33、地球水平構(gòu)造運(yùn)動(dòng)無(wú)整體由整個(gè)地球水平構(gòu)造運(yùn)動(dòng)無(wú)整體 旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)（no-net-rotationno-net-rotation）的條件保證。）的條件保證。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000的定義 以上定義對(duì)應(yīng)一個(gè)以上定義對(duì)應(yīng)一個(gè)右手地固直角坐標(biāo)系，右手地固直角坐標(biāo)系，它的原點(diǎn)和軸定義它的原點(diǎn)和軸定義 如下：如下： 原點(diǎn)原點(diǎn)在地球質(zhì)量中心；在地球質(zhì)量中心； Z Z軸軸指向指向IERSIERS參考極方向；參考極方向； X X軸軸為為IERSIERS參考子午面與通過(guò)原點(diǎn)且同參考子午面與通過(guò)原點(diǎn)且同z z軸正交的赤道面的交軸正交的赤道面的交 線；線； Y Y軸軸與與Z Z、 X X軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)

34、系。軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。 參考橢球的幾何中心與坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合參考橢球的幾何中心與坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，其旋轉(zhuǎn)軸與坐標(biāo)，其旋轉(zhuǎn)軸與坐標(biāo) 系的系的Z Z軸重合。軸重合。 正常橢球與參考橢球一致。正常橢球與參考橢球一致。 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000：參考橢球 Y X Z 地球質(zhì)心 IRM 參考橢球 IRP CGCS2000 坐標(biāo)系定義 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000：參考橢球 CGCS2000參考橢球的參考橢球的定義常數(shù)定義常數(shù): 赤道半徑：赤道半徑： a = 6378137 m 扁率扁率: f = 1:298.257222101 地心引力常數(shù)：地心引力常數(shù)：GM = 3.98600

35、44181014m3s-2 旋轉(zhuǎn)速度：旋轉(zhuǎn)速度： =7.29211510-5rad s-1 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000：參考橢球常數(shù) 導(dǎo)出幾何常數(shù)值 b = 6356752.3141 m 短半軸短半軸 E = 521854.00970025 m 線偏心率線偏心率 c = 6399593.6259 m 極曲率半徑極曲率半徑 e= 0.00669438002290 第一偏心率平方第一偏心率平方 e = 0.081819191042816 第一偏心率第一偏心率 e = 0.00673949677548 第二偏心率平方第二偏心率平方 e = 0.082094438151917 第二偏心率第二

36、偏心率 f = 0.00335281068118 扁率扁率 b/a= 0.996647189319 軸比軸比 b/a Q = 10001965.7293 m 子午圈一象限弧長(zhǎng)子午圈一象限弧長(zhǎng) V = 1083207319783.546 km3 橢球體積橢球體積 S = 510065621.718 km2 橢球表面積橢球表面積 R1 = 6371008.7714 m 算術(shù)平均半徑算術(shù)平均半徑 R2 = 6371007.1809 m 同面積之球的半徑同面積之球的半徑 R3 = 6371000.7900 m 同體積之球的半徑同體積之球的半徑 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000：參考橢球常數(shù) 導(dǎo)出物

37、理常數(shù)值 U0= 62636851.7149 m2s-2 橢球面正常位橢球面正常位 J2= 0.1082629832258x10-2 2階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) J4= -0.2370911256141x10-5 4階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) J6= 0.6083465258892x10-8 6階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) J8= -0.1426811009798x10-10 8階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) J10 = 0.1214393383343x10-13 10階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) m = 0.00344978650678 m=2a2b/GM e = 9.7803253361 ms-2 赤道正常重力赤道正常重力

38、p = 9.8321849379 ms-2 極正常重力極正常重力 = 9.7976432224 ms-2 平均正常重力平均正常重力 fg = 0.00530244174137 重力扁率重力扁率 k = 0.00193185261931 k=bp p/a/ae e-1-1 M = 5.973331961024 kg 地球質(zhì)量（包括大氣）地球質(zhì)量（包括大氣） 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000的實(shí)現(xiàn) CGCS2000通過(guò)通過(guò)2000國(guó)家國(guó)家GPS大地控制網(wǎng)的坐標(biāo)和大地控制網(wǎng)的坐標(biāo)和 速度具體實(shí)現(xiàn)速度具體實(shí)現(xiàn)。參考?xì)v元為。參考?xì)v元為2000.0。 2000國(guó)家國(guó)家GPS大地控制網(wǎng)是在測(cè)繪、地震和科

39、學(xué)大地控制網(wǎng)是在測(cè)繪、地震和科學(xué) 院等部門(mén)布設(shè)的院等部門(mén)布設(shè)的4個(gè)個(gè)GPS網(wǎng)聯(lián)合平差的基礎(chǔ)上得到的網(wǎng)聯(lián)合平差的基礎(chǔ)上得到的 一個(gè)全國(guó)規(guī)模的一個(gè)全國(guó)規(guī)模的GPS大地控制網(wǎng)，大地控制網(wǎng)， 共包括共包括2518點(diǎn)點(diǎn) 。 坐標(biāo)平均中誤差坐標(biāo)平均中誤差： x=0.90cm,y=1.57cm,z=1.06cm B=0.37cm,L=0.77cm,h=1.92cm 位置平均中誤差位置平均中誤差：P= 2.13cm 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000CGCS2000的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn) 2 0 0 0 國(guó) 家 G P S 大 地 網(wǎng) 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGCS2000與WGS84比較 CGCS2000CGCS20

40、00橢球橢球 WGS84 WGS84 橢球橢球 差差 a 6378137m 6378137m 0 1/f 298.257222101 298.257223563 -0.000001462 GM 3986004.418x108 3986004.418x108 0 7292115x10-11 7292115x10-11 0 b 6356752.3141m 6356752.3142m -0.0001m 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGSC2000與WGS84比較 橢球的扁率變化引起的大地緯度、大地高和橢球面上正常重力的變化橢球的扁率變化引起的大地緯度、大地高和橢球面上正常重力的變化 空間定位技術(shù)及應(yīng)用 CGSC2000與WGS84比較 CGCS2000-WGS84的的扁率差扁率差df= 1.64348410-11引起的大地引起的大地 緯度緯度