GPS技術(shù)定位技術(shù)原理

1、 一.概述概述 二二.GPS定位概述定位概述 三三.GPS定位及定位及GNSS定位定位 四四. CGSC2000國家坐標(biāo)系介紹國家坐標(biāo)系介紹1.近、現(xiàn)代的常規(guī)（地面）定位方法近、現(xiàn)代的常規(guī)（地面）定位方法采用的儀器設(shè)備采用的儀器設(shè)備 尺：銦鋼尺尺：銦鋼尺 光學(xué)儀器：經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)儀光學(xué)儀器：經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)儀 激光和紅外儀器：測距儀激光和紅外儀器：測距儀 綜合多種技術(shù)的儀器：全站儀綜合多種技術(shù)的儀器：全站儀 無線電、微波儀器：無線電、微波儀器：Loran-C，雷達(dá)，雷達(dá)觀測方法觀測方法 角度或方向觀測角度或方向觀測 距離觀測距離觀測 距離差觀測距離差觀測2. 常規(guī)（地面）定位方法的局限性常規(guī)（地面）

2、定位方法的局限性觀測點(diǎn)之間需要保證通視觀測點(diǎn)之間需要保證通視需要事先布設(shè)大量的地面控制點(diǎn)需要事先布設(shè)大量的地面控制點(diǎn)/地面站地面站無法同時(shí)精確確定點(diǎn)的三維坐標(biāo)無法同時(shí)精確確定點(diǎn)的三維坐標(biāo)難以確定地心坐標(biāo)難以確定地心坐標(biāo)平面、高程控制網(wǎng)破壞嚴(yán)重、很多點(diǎn)位難以尋找平面、高程控制網(wǎng)破壞嚴(yán)重、很多點(diǎn)位難以尋找觀測受氣候、環(huán)境條件限制觀測受氣候、環(huán)境條件限制控制網(wǎng)存在誤差積累、精度不高控制網(wǎng)存在誤差積累、精度不高控制網(wǎng)點(diǎn)位分布不均勻控制網(wǎng)點(diǎn)位分布不均勻平面點(diǎn)多在山頂并遠(yuǎn)離測區(qū)平面點(diǎn)多在山頂并遠(yuǎn)離測區(qū)平面與高程控制分離、沒有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)平面與高程控制分離、沒有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)3.GPS 技術(shù)的廣泛應(yīng)用。技

3、術(shù)的廣泛應(yīng)用。 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)( Global Positioning System GPS)是全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力是全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 在通信行業(yè)在通信行業(yè) ，交通、運(yùn)輸部門，交通、運(yùn)輸部門，地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng) ，電子商務(wù)領(lǐng)域，電，電子商務(wù)領(lǐng)域，電腦制造商、通信設(shè)備商腦制造商、通信設(shè)備商 均有長足的均有長足的應(yīng)用應(yīng)用 被譽(yù)為即通訊、互聯(lián)網(wǎng)之后的被譽(yù)為即通訊、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三個(gè)信息技術(shù)增長點(diǎn)。第三個(gè)信息技術(shù)增長點(diǎn)。GPS優(yōu)點(diǎn)：測站間無需通視優(yōu)點(diǎn)：測站間無需通視數(shù)學(xué)模型簡單，且能同時(shí)確定點(diǎn)的三維坐數(shù)學(xué)模型簡

4、單，且能同時(shí)確定點(diǎn)的三維坐標(biāo)標(biāo)易于實(shí)現(xiàn)全天候觀測易于實(shí)現(xiàn)全天候觀測在長距離上仍能獲得高精度的定位結(jié)果在長距離上仍能獲得高精度的定位結(jié)果 目前目前GPS應(yīng)用現(xiàn)狀：應(yīng)用現(xiàn)狀：絕大部分的控制測量用絕大部分的控制測量用GPS實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)RTK測量技術(shù)全面普及測量技術(shù)全面普及高智能亞米級(jí)手持高智能亞米級(jí)手持GPS應(yīng)用展開應(yīng)用展開 前景：前景：高精度、智能化、小巧化、網(wǎng)絡(luò)化。高精度、智能化、小巧化、網(wǎng)絡(luò)化。4.GPS定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用什么是全球定位系統(tǒng)什么是全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) GPS 的英文全稱是的英文全稱是 NAVigation Satellite Timing A

5、nd Ranging Global Position System（導(dǎo)航星測時(shí)與測距全球定位系（導(dǎo)航星測時(shí)與測距全球定位系統(tǒng)），簡稱統(tǒng)），簡稱 GPS 有時(shí)也被稱作有時(shí)也被稱作NAVSTAR GPS。根據(jù)。根據(jù)Wooden 1985年所給出的定義：年所給出的定義：NAVSTAR全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）是一個(gè)空基全天侯）是一個(gè)空基全天侯導(dǎo)航系統(tǒng)，它由美國國防部開發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間內(nèi)獲導(dǎo)航系統(tǒng)，它由美國國防部開發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間內(nèi)獲取在一個(gè)通用參照系中的位置、速度和時(shí)間信息的要求。取在一個(gè)通用參照系中的位置、速度和時(shí)間信息的要求。1. GPS定位系統(tǒng)的概述定

6、位系統(tǒng)的概述2.GPS發(fā)展簡史發(fā)展簡史 1957年年10月月4日日 第一顆人造衛(wèi)星第一顆人造衛(wèi)星 Sputnik I （蘇）發(fā)射成功。（蘇）發(fā)射成功。 1958年年12月開始設(shè)計(jì)月開始設(shè)計(jì) NNSS(Navy Navigation Satellite System) TRANSIT，即子午衛(wèi)星系統(tǒng)。，即子午衛(wèi)星系統(tǒng)。1964年年1月該系統(tǒng)正式運(yùn)行。月該系統(tǒng)正式運(yùn)行。1967年年7月系統(tǒng)解密以供民用。月系統(tǒng)解密以供民用。 1973年年12月，美國國防部（月，美國國防部（DOD）批準(zhǔn)研制）批準(zhǔn)研制GPS。 1978年年2月月22日，第日，第1顆顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。 1989

7、年年2月月14日，第日，第1顆顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功。工作衛(wèi)星發(fā)射成功。 1991年，在海灣戰(zhàn)爭中，年，在海灣戰(zhàn)爭中，GPS首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn)。首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn)。 1993年，年，IGS成立。成立。 1995年年7月月17日，日，GPS達(dá)到達(dá)到FOC 完全運(yùn)行能力（完全運(yùn)行能力（Full Operational Capability）。）。 1999年年1月月25日，美國副總統(tǒng)戈?duì)栃?，將斥資日，美國副總統(tǒng)戈?duì)栃?，將斥資40億美圓，進(jìn)行億美圓，進(jìn)行GPS現(xiàn)代化?，F(xiàn)代化。 1999年年8月月21/22日子夜，日子夜，GPS發(fā)生發(fā)生GPS周結(jié)束翻轉(zhuǎn)周結(jié)束翻轉(zhuǎn)(EOW)問題。問題。 2000年

8、年1月月1日，日，Y2K問題。問題。 2000年年5月月1日，美國總統(tǒng)克林頓宣布，日，美國總統(tǒng)克林頓宣布，GPS停止實(shí)施停止實(shí)施SA。（實(shí)際。（實(shí)際停止實(shí)施停止實(shí)施SA是是5月月2日）日）3.GPS的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)組成 由空間部分、地面部分和用戶部分等組成由空間部分、地面部分和用戶部分等組成3.1 空間部分空間部分 （Space Segment） GPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 設(shè)計(jì)星座：設(shè)計(jì)星座：21+3 21顆正式的工作衛(wèi)星顆正式的工作衛(wèi)星+3顆活動(dòng)的顆活動(dòng)的備用衛(wèi)星備用衛(wèi)星 6個(gè)軌道面，平均軌道高度個(gè)軌道面，平均軌道高度20200km，軌道傾角，軌道傾角55 ，周期，周期11h 58min（顧及

9、地球自轉(zhuǎn)，地球（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球-衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前4min重重復(fù)一次）復(fù)一次） 保證在保證在24小時(shí)，在高度角小時(shí)，在高度角15以以上，能夠同時(shí)觀測到上，能夠同時(shí)觀測到4至至8顆衛(wèi)星顆衛(wèi)星 當(dāng)前星座：當(dāng)前星座：28顆顆 GPS衛(wèi)星衛(wèi)星 作用：作用： 接收、存儲(chǔ)導(dǎo)航電文接收、存儲(chǔ)導(dǎo)航電文 生成用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（測距碼、生成用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（測距碼、載波）載波） 發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（采用雙發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（采用雙向調(diào)制法調(diào)制在載波上的測距碼和向調(diào)制法調(diào)制在載波上的測距碼和導(dǎo)航電文）導(dǎo)航電文） 接受地面指令，進(jìn)行相應(yīng)操作接受地面指令，進(jìn)行相應(yīng)操作 其他特殊

10、用途，如通訊、監(jiān)測核暴其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測核暴等。等。 主要設(shè)備主要設(shè)備 太陽能電池板太陽能電池板 原子鐘（原子鐘（2臺(tái)銫鐘、臺(tái)銫鐘、2臺(tái)銣鐘）臺(tái)銣鐘） 信號(hào)生成與發(fā)射裝置信號(hào)生成與發(fā)射裝置 GPS衛(wèi)星衛(wèi)星 類型類型試驗(yàn)衛(wèi)星：試驗(yàn)衛(wèi)星：Block 工作衛(wèi)星：工作衛(wèi)星：Block Block ：存儲(chǔ)星歷能力為：存儲(chǔ)星歷能力為14天，具有天，具有SA和和ASBlock A （Advanced）：衛(wèi)星間可相互通訊，存）：衛(wèi)星間可相互通訊，存儲(chǔ)星歷能力為儲(chǔ)星歷能力為180天，天，SV35和和SV36帶有激光反帶有激光反Block R （Replacement/Replenishment）：衛(wèi)）：

11、衛(wèi)星間可相互跟蹤相互通訊星間可相互跟蹤相互通訊Block F（Follow On）：新一代的）：新一代的GPS衛(wèi)星衛(wèi)星,增設(shè)增設(shè)第三民用頻率第三民用頻率Block IIABlock IIRBlock IIABlock IIF3.2 地面監(jiān)控部分地面監(jiān)控部分 （Ground Segment） 主控站：主控站：1個(gè)個(gè) 監(jiān)測站：監(jiān)測站：5個(gè)個(gè) 注入站：注入站：3個(gè)個(gè) 通訊與輔助系統(tǒng)通訊與輔助系統(tǒng) 主控站：主控站： 協(xié)調(diào)和管理地面監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)和管理地面監(jiān)控系統(tǒng): 1）根據(jù)觀測資料，推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘）根據(jù)觀測資料，推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣修正參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送到注入站。差和大氣修

12、正參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送到注入站。 2）提供全球定位系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。）提供全球定位系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。 3）調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定軌道運(yùn)行。）調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定軌道運(yùn)行。 4）啟用備用衛(wèi)星代替失效工作衛(wèi)星）啟用備用衛(wèi)星代替失效工作衛(wèi)星 監(jiān)測站：觀測資料由計(jì)算機(jī)進(jìn)行初步處理，存儲(chǔ)并監(jiān)測站：觀測資料由計(jì)算機(jī)進(jìn)行初步處理，存儲(chǔ)并傳輸?shù)街骺卣?，以確定衛(wèi)星軌道。傳輸?shù)街骺卣?，以確定衛(wèi)星軌道。 1）對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤觀測）對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤觀測 2）記錄氣象數(shù)據(jù)）記錄氣象數(shù)據(jù) 3）將數(shù)據(jù)傳送到主控站）將數(shù)據(jù)傳送到主控站 注入站：主要任務(wù)是在主控站的控制下，將主控站推算和編制的衛(wèi)注入站：主要任務(wù)是在主控

13、站的控制下，將主控站推算和編制的衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令等，注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令等，注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)，并監(jiān)測注入信息的正確性。儲(chǔ)系統(tǒng)，并監(jiān)測注入信息的正確性。 3.3 用戶部分用戶部分 （User Segment） 組成組成 用戶接收設(shè)備用戶接收設(shè)備 接收接收GPS發(fā)射的無線電信號(hào)，獲得必要的定位發(fā)射的無線電信號(hào)，獲得必要的定位i信息和觀測量，信息和觀測量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理完成定位工作。經(jīng)數(shù)據(jù)處理完成定位工作。 GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件、微處理機(jī)和終端設(shè)備組成。接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件、微處理機(jī)和終端設(shè)備組成。前 置 放 大 器信 號(hào) 通 道天

14、線觀 測 值1.GPS的定位原理的定位原理 衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身地星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身地星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)地三維位置、三維方向以及運(yùn)這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)地三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。動(dòng)速度和時(shí)間信息。GPS測量定位方法分類測量定位方法分類 定位模式定位模式 絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位） 相對(duì)定位相對(duì)定位 差分定位差分定位 定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 靜態(tài)定位天線相對(duì)于地固坐標(biāo)系靜止靜態(tài)定位天線相對(duì)于地固坐標(biāo)系靜止 動(dòng)態(tài)定位天線相對(duì)于地固坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)定位天線相對(duì)

15、于地固坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng) 獲得定位結(jié)果的時(shí)效獲得定位結(jié)果的時(shí)效 事后定位事后定位 實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位 觀測值類型觀測值類型 偽距測量偽距測量 載波相位測量載波相位測量。信號(hào)傳播時(shí)間測距碼測距原理測距碼測距原理距離測定的基本思路信號(hào)（測距碼）傳播時(shí)間的測定dtTutTuTRT)()(1相關(guān)系數(shù)：ctc信號(hào)傳播時(shí)間的測定信號(hào)傳播時(shí)間的測定雙程測距(主動(dòng)測距)用于電磁波測距儀單程測距用于GPS（被動(dòng)測距）測距碼測距的觀測方程測距碼測距的觀測方程對(duì)流層折射延遲改對(duì)流層折射延遲改正正電離層折射延遲改電離層折射延遲改正正接收機(jī)鐘的改接收機(jī)鐘的改正數(shù)正數(shù)衛(wèi)星鐘的改正衛(wèi)星鐘的改正數(shù)數(shù)信號(hào)離開衛(wèi)信號(hào)離開衛(wèi)星的時(shí)刻星的時(shí)刻

16、（由衛(wèi)星鐘（由衛(wèi)星鐘測定）測定）信號(hào)到達(dá)接收信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)刻（由機(jī)的時(shí)刻（由接收機(jī)鐘測定）接收機(jī)鐘測定）RSRSsRRStttropiontropionabttabtatbSRtRbtSaSRVcVcVVVVcVcVccVVcttcVtVtttc故：)(站星真實(shí))()()()(則：；設(shè)：)(偽距：距 離2.單點(diǎn)定位單點(diǎn)定位絕對(duì)定位也叫單點(diǎn)定位，通絕對(duì)定位也叫單點(diǎn)定位，通常是指在常是指在WGS84坐標(biāo)系中，坐標(biāo)系中，直接確定觀測站相對(duì)于坐標(biāo)直接確定觀測站相對(duì)于坐標(biāo)系原點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)地一種定位系原點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)地一種定位方法。相應(yīng)接收機(jī)為手持方法。相應(yīng)接收機(jī)為手持GPS。2.GPS載波相位測量的基本原

17、理載波相位測量的基本原理SR SR)SR ( )tR ( )tS接 收 機(jī) 根 據(jù) 自 身的 鐘 在時(shí) 刻 復(fù)制 信 號(hào) 的 相 位tR接 收 機(jī) 根 據(jù) 自 身的 鐘 在時(shí) 刻 所接 收 到 衛(wèi) 星 在時(shí) 刻 所 發(fā) 送 信 號(hào)的 相 位tRtS tR tS理想情況理想情況實(shí)際情況實(shí)際情況基于載波相位的定位特點(diǎn)：基于載波相位的定位特點(diǎn)：精度高（毫米或厘米級(jí)）精度高（毫米或厘米級(jí)）需要求解模糊度需要求解模糊度不可瞬間定位（即不可實(shí)時(shí)定位）不可瞬間定位（即不可實(shí)時(shí)定位）作用范圍有限（相對(duì)模式，作用范圍有限（相對(duì)模式，PPP不在此列）不在此列）3.相對(duì)定位相對(duì)定位概述概述 定義：確定進(jìn)行同步觀測的

18、接收機(jī)之間相對(duì)位置的定位方法，稱為相定義：確定進(jìn)行同步觀測的接收機(jī)之間相對(duì)位置的定位方法，稱為相對(duì)定位。對(duì)定位。 定位結(jié)果定位結(jié)果 與所用星歷同屬一坐標(biāo)系的基線向量（坐標(biāo)差）與所用星歷同屬一坐標(biāo)系的基線向量（坐標(biāo)差） 采用廣播星歷時(shí)屬采用廣播星歷時(shí)屬WGS-84 采用采用IGS International GPS Service精密星歷時(shí)為精密星歷時(shí)為ITRF International Terrestrial Reference Frames 特點(diǎn)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：精度高優(yōu)點(diǎn)：精度高 缺點(diǎn)：多臺(tái)接收共同作業(yè)，作業(yè)復(fù)雜缺點(diǎn)：多臺(tái)接收共同作業(yè)，作業(yè)復(fù)雜 應(yīng)用：高精度測量定位應(yīng)用：高精度測量定位相對(duì)定位

19、原理相對(duì)定位原理 相對(duì)定位的最基本情況，是兩臺(tái)相對(duì)定位的最基本情況，是兩臺(tái)GPS接收機(jī)，接收機(jī)，分別安置在基線的兩端，并同步觀測相同的分別安置在基線的兩端，并同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)，在協(xié)議地球坐衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)，在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對(duì)位置或基線向量。標(biāo)系中的相對(duì)位置或基線向量。 因?yàn)樵趦蓚€(gè)觀測站或多個(gè)觀測站，同步觀測相因?yàn)樵趦蓚€(gè)觀測站或多個(gè)觀測站，同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差，衛(wèi)星鐘差，同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差，衛(wèi)星鐘差，接收機(jī)鐘差以及電離層和對(duì)流層的折射誤差等，接收機(jī)鐘差以及電離層和對(duì)流層的折射誤差等，對(duì)觀測量的影響具有一定的相關(guān)性，所以利用對(duì)觀測量

20、的影響具有一定的相關(guān)性，所以利用這些觀測量的不同組合，進(jìn)行相對(duì)定位，便可這些觀測量的不同組合，進(jìn)行相對(duì)定位，便可有效地消除或者減弱上述誤差的影響，從而提有效地消除或者減弱上述誤差的影響，從而提高相對(duì)定位的精度。高相對(duì)定位的精度。載波相位測量相對(duì)定位的應(yīng)用載波相位測量相對(duì)定位的應(yīng)用1.GPS靜態(tài)測量：靜態(tài)相對(duì)定位，一般采用載波相位觀測值（或測相偽距）靜態(tài)測量：靜態(tài)相對(duì)定位，一般采用載波相位觀測值（或測相偽距）為基本觀測量。這一定位方法是當(dāng)前為基本觀測量。這一定位方法是當(dāng)前GPS定位中精度最高的一種方法，在精定位中精度最高的一種方法，在精度要求較高的測量工作中，均采用這種方法。在載波相位觀測的數(shù)據(jù)

21、處理中，度要求較高的測量工作中，均采用這種方法。在載波相位觀測的數(shù)據(jù)處理中，為了可靠地確定載波相位的整周未知數(shù)，靜態(tài)相對(duì)定位一般需要較長的觀測為了可靠地確定載波相位的整周未知數(shù)，靜態(tài)相對(duì)定位一般需要較長的觀測時(shí)間（時(shí)間（1小時(shí)到小時(shí)到3小時(shí)不等），此種方法一般也被稱為經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位法。小時(shí)不等），此種方法一般也被稱為經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位法。2.利用起始基線向量確定初始整周未知數(shù)或稱初始化，之后，一臺(tái)接收機(jī)在利用起始基線向量確定初始整周未知數(shù)或稱初始化，之后，一臺(tái)接收機(jī)在參考點(diǎn)（基準(zhǔn)站）上固定不動(dòng)，并對(duì)所有可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測；而另一臺(tái)參考點(diǎn)（基準(zhǔn)站）上固定不動(dòng)，并對(duì)所有可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測；而另

22、一臺(tái)接收機(jī)在其周圍的觀測站上流動(dòng)，并在每一流動(dòng)站上靜止進(jìn)行觀測，確定流接收機(jī)在其周圍的觀測站上流動(dòng)，并在每一流動(dòng)站上靜止進(jìn)行觀測，確定流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的相對(duì)位置。通常稱為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位，在一些文獻(xiàn)中稱動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的相對(duì)位置。通常稱為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位，在一些文獻(xiàn)中稱走走停停（走走停停（Stop and Go）定位法。）定位法。 3.（1）測碼偽距動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法）測碼偽距動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法 目前進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的精度可達(dá)米級(jí)，是以相對(duì)定目前進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的精度可達(dá)米級(jí)，是以相對(duì)定位原理為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分位原理為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分GPS，由于可以有效地減弱，由于可以有效地減弱衛(wèi)星軌道誤差，鐘差，大氣折射誤差以及

23、衛(wèi)星軌道誤差，鐘差，大氣折射誤差以及SA政策的影政策的影響，其定位精度，遠(yuǎn)較測碼偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位的精度響，其定位精度，遠(yuǎn)較測碼偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位的精度要高，所以這一方法獲得了迅速的發(fā)展。要高，所以這一方法獲得了迅速的發(fā)展。 （2）測相動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法）測相動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法 測相動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法，是以預(yù)先初始化或動(dòng)態(tài)解測相動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法，是以預(yù)先初始化或動(dòng)態(tài)解算載波相位整周未知數(shù)為基礎(chǔ)的一種高精度動(dòng)態(tài)相對(duì)算載波相位整周未知數(shù)為基礎(chǔ)的一種高精度動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法。目前在較小的范圍內(nèi)（例如定位法。目前在較小的范圍內(nèi)（例如20km），獲得），獲得了成功的應(yīng)用，其定位精度可達(dá)了成功的應(yīng)用，其定位精度可達(dá)12厘米。流

24、動(dòng)站和厘米。流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間，必須實(shí)時(shí)地傳輸觀測數(shù)據(jù)或觀測量的修基準(zhǔn)站之間，必須實(shí)時(shí)地傳輸觀測數(shù)據(jù)或觀測量的修正數(shù)據(jù)。正數(shù)據(jù)。GLONASSGLONASS全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) 擁有者擁有者俄羅斯俄羅斯 發(fā)展簡史發(fā)展簡史由前蘇聯(lián)從由前蘇聯(lián)從8080年代初開始建設(shè)的與美國年代初開始建設(shè)的與美國GPSGPS系統(tǒng)相類似的系統(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。衛(wèi)星定位系統(tǒng)，現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。GLONASSGLONASS的整體的整體結(jié)構(gòu)類似于結(jié)構(gòu)類似于GPSGPS系統(tǒng)，其主要不同之處在于星座設(shè)計(jì)和信號(hào)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)

25、問題，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。星座中衛(wèi)星缺失太多，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)測控制站地面監(jiān)測控制站用戶設(shè)備用戶設(shè)備伽利略（GALILEO）全球定位系統(tǒng)擁有者擁有者歐盟，中國參與歐盟，中國參與發(fā)展簡史發(fā)展簡史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，可與美國的管理，可與美國的GPSGP

26、S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，但從目前的情況來看，整個(gè)系統(tǒng)的但從目前的情況來看，整個(gè)系統(tǒng)的建立還是遙遙無期建立還是遙遙無期 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。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，軌道傾千米，軌道傾角角5656度。每個(gè)軌道上部署度。每個(gè)軌道上部署9

27、9顆工作星和顆工作星和1 1顆備份星。顆備份星。中國北斗定位系統(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。具備全球覆蓋能力，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是軍民應(yīng)用一起開發(fā)。是軍民應(yīng)用一起開發(fā)。 北斗系統(tǒng)需要接收機(jī)的返回信息，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)系統(tǒng)。屬于被動(dòng)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顆中軌星和顆中軌星和9顆高軌星。原定顆高軌星。原定2006年開始年開始組網(wǎng)，組網(wǎng)，20

28、10年實(shí)現(xiàn)全球精確覆蓋。目前時(shí)間年實(shí)現(xiàn)全球精確覆蓋。目前時(shí)間推遲了，真正實(shí)現(xiàn)還沒有時(shí)間表。推遲了，真正實(shí)現(xiàn)還沒有時(shí)間表。GPS現(xiàn)代化GPS現(xiàn)代化計(jì)劃現(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)不受敵方系統(tǒng)不受敵方和黑客的干擾，增加和黑客的干擾，增加GPSGPS軍用信號(hào)的抗軍用信號(hào)的抗干擾能力，其中包括增加干擾能力，其中包括增加GPSGPS的軍用無的軍用無線電信號(hào)的強(qiáng)度。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)新的軍用信號(hào)。設(shè)計(jì)新的的GPSGPS衛(wèi)星型號(hào)（衛(wèi)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)，增加頻道，將民用

29、頻道信號(hào)結(jié)構(gòu)，增加頻道，將民用頻道L1L1、L2L2、L5(1.17645GHz)L5(1.17645GHz)和軍用頻道和軍用頻道L3L3、L4L4分開。分開。GPS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)更衛(wèi)星，今后將陸續(xù)更新新12顆衛(wèi)星，顆衛(wèi)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信增加一種民用信號(hào)，提供不同頻率上的公開信號(hào)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、

30、有效、完整、可靠。服務(wù)更加準(zhǔn)確、有效、完整、可靠。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碼碼外，將在外，將在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，能補(bǔ)償大氣傳輸不穩(wěn)定性，提高民用導(dǎo)航精度到氣傳輸不穩(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

31、碼分離用和民用碼分離PPP技術(shù) 精密單點(diǎn)定位技術(shù)（3P） Precise Point PositioningPrecise Point Positioning，簡稱為，簡稱為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)星鐘差來替代用戶的精密衛(wèi)星鐘差來替代用戶GPSGPS定位觀測值方程中定位觀測值方程中的衛(wèi)星鐘差參數(shù)；用戶利用單臺(tái)的衛(wèi)星鐘差參數(shù)；用戶利用單臺(tái)GPSGPS雙頻雙碼接收雙頻雙碼接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)在數(shù)千萬平方公里乃至全球范圍內(nèi)

32、機(jī)的觀測數(shù)據(jù)在數(shù)千萬平方公里乃至全球范圍內(nèi)的任意位置都可以的任意位置都可以2-4dm2-4dm級(jí)的精度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定級(jí)的精度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位或以位或以2-4cm2-4cm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)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)，也是航的關(guān)鍵技術(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。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 處理非差碼與相位觀測值，可利用的觀測值多且不處理非差碼與相位觀測值，可利用的觀測值多且不相關(guān)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

33、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) 非差模糊度求解問題非差模糊度求解問題 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）SBAS介紹介紹SBAS差分模式介紹 SBAS SBAS 即即Space Based Augmentation SystemSpace Based Augmentation Sy

34、stem，是，是利用地球靜止軌道衛(wèi)星建立的地區(qū)性廣域差分增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)系統(tǒng)（星站差分），系統(tǒng)通過衛(wèi)星向外廣播差強(qiáng)系統(tǒng)（星站差分），系統(tǒng)通過衛(wèi)星向外廣播差分信號(hào)，地面上的分信號(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測量系統(tǒng)的不斷完善和定位精度的逐步測量系統(tǒng)的不斷完善和定位精度的逐步提高，提高，SBASSBAS差分測量應(yīng)用越來越廣泛。差分測量應(yīng)用越來越廣泛。 SBASSBAS即地區(qū)性廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)，可以為地區(qū)的即地區(qū)

35、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)不斷的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之差分接收系統(tǒng)提供持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上，發(fā)展了以接收上，發(fā)展了以接收SBASSBAS信號(hào)為差分輸入源的信號(hào)為差分輸入源的GPSGPS接收機(jī)。接收機(jī)。目前全球發(fā)展的SBAS系統(tǒng)有： 歐空局接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)歐空局接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(EGNOS)，覆蓋，覆蓋 歐洲大陸歐洲大陸 美國的美國的DGPS(Differential GPS)，美國雷聲公司的廣，美國雷聲公司的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)域增強(qiáng)系統(tǒng)(WAAS)，覆蓋，覆蓋美洲大陸美洲大陸 日本的多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系日本的多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)（統(tǒng)（MAAS），覆蓋亞洲），覆蓋亞洲大陸大陸 還

36、有印度即將投入使用的還有印度即將投入使用的GAGAN系統(tǒng)，可以覆蓋東系統(tǒng)，可以覆蓋東南亞大部南亞大部MAAS衛(wèi)星的差分覆蓋范圍 SBAS系統(tǒng)工作特點(diǎn) 1、通過地球靜止衛(wèi)星（、通過地球靜止衛(wèi)星（GEO）發(fā)布包）發(fā)布包括括GPS衛(wèi)星星歷誤差改正、衛(wèi)星鐘差改衛(wèi)星星歷誤差改正、衛(wèi)星鐘差改正和電離層改的信息；正和電離層改的信息； 2、通過、通過GEO衛(wèi)星發(fā)播衛(wèi)星發(fā)播GPS和和GEO衛(wèi)星衛(wèi)星完整的數(shù)據(jù)；完整的數(shù)據(jù)； 3、GEO衛(wèi)星的導(dǎo)航載荷發(fā)射衛(wèi)星的導(dǎo)航載荷發(fā)射GPS L1測測距信號(hào)。距信號(hào)。 4、在接收機(jī)上利用結(jié)算模型，利用、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)算出高精度的衛(wèi)星發(fā)送的信息

37、，結(jié)算出高精度的結(jié)果結(jié)果多樣、高端的GPS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)品不斷向更輕、產(chǎn)品不斷向更輕、更小、更齊全功能方向發(fā)展，高端產(chǎn)品逐漸成為主線更小、更齊全功能方向發(fā)展，高端產(chǎn)品逐漸成為主線 測量行業(yè)的測量行業(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) 空間的空間的GPS也在大塞車，滿天星星的時(shí)代到來也在大塞車，滿天星星的時(shí)代到來 價(jià)格下降，是不可扭轉(zhuǎn)的大趨勢，價(jià)格和時(shí)間相關(guān)價(jià)格下降，是不可扭轉(zhuǎn)的大趨勢，價(jià)格和時(shí)間相關(guān)20002000國家大地坐標(biāo)系簡介國家大地坐標(biāo)系簡介CGCS2000CGCS2000的定義的定義 CGC

38、S2000CGCS2000符合符合IERSIERS（國際地球旋轉(zhuǎn)和參考（國際地球旋轉(zhuǎn)和參考系服務(wù)局）系服務(wù)局）ITRSITRS（國際地球參考系）的下列定（國際地球參考系）的下列定義：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； 長度長度單位為米（單位為米（SISI），這一尺度與地心局部框），這一尺度與地心局部框架的架的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)與國際時(shí)間局（時(shí)與國際時(shí)間局（BIHBIH）定向一）定向一致；致； 定向隨時(shí)間的演變定向隨時(shí)間的演變由整個(gè)地球水平構(gòu)造運(yùn)動(dòng)無由

39、整個(gè)地球水平構(gòu)造運(yùn)動(dòng)無整體旋轉(zhuǎn)（整體旋轉(zhuǎn)（no-net-rotationno-net-rotation）的條件保證。）的條件保證。CGCS2000CGCS2000的定義的定義 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)它的原點(diǎn)和軸定義如下：和軸定義如下： 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參考子午面與通過原點(diǎn)且同參考子午面與通過原點(diǎn)且同z z軸正交的赤軸正交的赤道面的交線；道面的交線； Y Y軸軸與與Z Z、 X X軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。

40、 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)，其旋轉(zhuǎn)軸與坐標(biāo)系的軸與坐標(biāo)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。CGCS2000CGCS2000：參考橢球：參考橢球 YXZ地球質(zhì)心IRM參考橢球IRPCGCS2000 坐標(biāo)系定義CGCS2000CGCS2000：參考橢球：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 = 3.9860044181014m3s-2 旋轉(zhuǎn)速

41、度：旋轉(zhuǎn)速度： =7.29211510-5rad s-1CGCS2000CGCS2000：參考橢球常數(shù)：參考橢球常數(shù)導(dǎo)出幾何常數(shù)值導(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 第二偏心率第二偏心率 f =

42、 0.00335281068118 扁率扁率 b/a= 0.996647189319 軸比軸比 b/a Q = 10001965.7293 m 子午圈一象限弧長子午圈一象限弧長 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CGCS2000CGCS2000：參考橢球常數(shù)：參考橢球常數(shù)導(dǎo)出物理常數(shù)值

43、導(dǎo)出物理常數(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

44、重力 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）CGCS2000CGCS2000的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn) CGCS2000通過通過2000國家國家GPS大地控制網(wǎng)大地控制網(wǎng)的坐標(biāo)和速度具體實(shí)現(xiàn)的坐標(biāo)和速度具體實(shí)現(xiàn)。參考?xì)v元為。參考?xì)v元為2000.0。 2000國家國家GPS大地控制網(wǎng)是在測繪、地震

45、大地控制網(wǎng)是在測繪、地震和科學(xué)院等部門布設(shè)的和科學(xué)院等部門布設(shè)的4個(gè)個(gè)GPS網(wǎng)聯(lián)合平差網(wǎng)聯(lián)合平差的基礎(chǔ)上得到的一個(gè)全國規(guī)模的的基礎(chǔ)上得到的一個(gè)全國規(guī)模的GPS大地控大地控制網(wǎng)，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 CGCS2000的實(shí)現(xiàn)2 0 0 0 國 家 G P S 大 地 網(wǎng)CGCS2000CGCS2000與與WGS84WGS84比較比較 CGCS2000CGCS2000橢球橢球 WGS84 WGS8

46、4 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 CGSC2000CGSC2000與與WGS84WGS84比較比較CGCS2000-WGS84的的扁率差扁率差df= 1.64348410-11引起的大地緯度引起的大地緯度B、大地高、大地高 H 和橢球面上正常和橢球面上正常重力重力的變

47、化：的變化：a) 大地經(jīng)度沒有變化；大地經(jīng)度沒有變化；b) 大地緯度的變化范圍為大地緯度的變化范圍為0（在赤道和兩（在赤道和兩極）極）0.105mm（在（在B=45）；）；c) 大地高的變化范圍為大地高的變化范圍為0（在赤道）（在赤道）0.105mm（在兩極）；（在兩極）；d) 橢球面上正常重力的變化范圍為橢球面上正常重力的變化范圍為0（在兩（在兩極）極）0.016Gal（在赤道）。（在赤道）。CGSC2000CGSC2000與與WGS84WGS84比較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CGCS2000C

48、GCS2000與與WGS84WGS84的比較的比較 CGCS200CGCS200是通過是通過20002000國家國家GPSGPS大地控制網(wǎng)的大地控制網(wǎng)的ITRF97ITRF97坐標(biāo)（和速度）實(shí)現(xiàn)的，每一坐標(biāo)分量坐標(biāo)（和速度）實(shí)現(xiàn)的，每一坐標(biāo)分量的實(shí)現(xiàn)精度的實(shí)現(xiàn)精度約約1cm1cm。 WGS84通過通過GPS監(jiān)測站坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)，監(jiān)測站監(jiān)測站坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)，監(jiān)測站坐標(biāo)用來計(jì)算坐標(biāo)用來計(jì)算GPS的精密星歷。最近（的精密星歷。最近（2002）一次用一次用17個(gè)個(gè)GPS監(jiān)測站實(shí)現(xiàn)的框架是監(jiān)測站實(shí)現(xiàn)的框架是WGS84（G1150），），其實(shí)現(xiàn)精度是：每個(gè)監(jiān)測站的每其實(shí)現(xiàn)精度是：每個(gè)監(jiān)測站的每一坐標(biāo)分量的精度為一坐標(biāo)

49、分量的精度為1cm量級(jí)（量級(jí)（1） 可以認(rèn)為，可以認(rèn)為，CGCS2000CGCS2000和和WGS84WGS84（G1150G1150）的）的實(shí)現(xiàn)精度是一致的實(shí)現(xiàn)精度是一致的。CGSC2000坐標(biāo)系帶來的 基本上可以認(rèn)為是和基本上可以認(rèn)為是和WGS84橢球是非常近似的橢球是非常近似的 當(dāng)我們的控制坐標(biāo)系，資料等都轉(zhuǎn)移到當(dāng)我們的控制坐標(biāo)系，資料等都轉(zhuǎn)移到CGSC后，無疑給我們利用后，無疑給我們利用GPS進(jìn)行測量帶來非常大進(jìn)行測量帶來非常大的利好消息的利好消息 任何國家坐標(biāo)系和任何國家坐標(biāo)系和WGS84之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)都是之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)都是保密的，是不能告訴用戶的，可以幫用戶轉(zhuǎn)換，保密的，是不能告訴

50、用戶的，可以幫用戶轉(zhuǎn)換，但不能告訴參數(shù)；但但不能告訴參數(shù)；但WGS84到某個(gè)地方坐標(biāo)系到某個(gè)地方坐標(biāo)系的參數(shù)是可以的的參數(shù)是可以的 衛(wèi)星導(dǎo)航測量的前景會(huì)越來越寬闊，會(huì)非常快衛(wèi)星導(dǎo)航測量的前景會(huì)越來越寬闊，會(huì)非常快的占領(lǐng)每個(gè)外業(yè)小組的占領(lǐng)每個(gè)外業(yè)小組網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) CORS技術(shù)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)CORS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)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（一般為三個(gè)或三個(gè)以上）坐標(biāo)為已知的GNSS基準(zhǔn)站，對(duì)該地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，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)站為基準(zhǔn)，計(jì)算和發(fā)播相位并以這些基準(zhǔn)站為基準(zhǔn)，計(jì)算和發(fā)播相位觀測值誤差改正

51、信息，對(duì)該地區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星觀測值誤差改正信息，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)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。時(shí)提供厘米級(jí)定位。網(wǎng)絡(luò)CORS相對(duì)于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢 具有跨行業(yè)特性，可面向不同類型的用戶，不再具有跨行業(yè)特性，可面向不同類型的用戶，不再局限于測繪領(lǐng)域及設(shè)站的單位與部門；局限于測繪領(lǐng)域及設(shè)站的單位與部門； 可同時(shí)滿足不同需求的用戶在實(shí)時(shí)性方面的差異，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)提供能同時(shí)提供RTKRTK、DGPSDGPS、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)后處理、及、靜態(tài)或動(dòng)

52、態(tài)后處理、及現(xiàn)場高精度準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位的數(shù)據(jù)服務(wù)；現(xiàn)場高精度準(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)測量布控參考站網(wǎng)的建立可部分取代常規(guī)測量布控網(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)勢的優(yōu)勢 能兼顧不同層次的用戶對(duì)定位精度指標(biāo)要求，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)；提供覆蓋米級(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，一次投資長期受益覆蓋范圍廣、作業(yè)效率高，一次投資長期受益的特點(diǎn)，成為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新方向；的特點(diǎn)，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，

53、規(guī)范基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)；規(guī)范基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)；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)勢的優(yōu)勢 提高作業(yè)區(qū)域的精度一致性，降低系統(tǒng)誤差、提提高作業(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；高外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量； 提高生產(chǎn)效率，單人測量系統(tǒng)成為提高生產(chǎn)效率，單人測量系統(tǒng)成為GNSSGNSS主流作業(yè)主流作業(yè)模式模式 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)控目前幾種網(wǎng)絡(luò)目前幾種網(wǎng)絡(luò)CORSCORS的算法的算法現(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，Virtu

54、al 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 Corrections ）- -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 ）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）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)參考站，并根據(jù)改正模型在用戶圍的