GPS原理-中海達(dá)

1、廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司 概述 GPS是英文是英文Global Positioning System的的縮寫縮寫,意為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它是美國(guó)國(guó)防部為意為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它是美國(guó)國(guó)防部為滿足軍事部門對(duì)海上、陸地和空中設(shè)施進(jìn)行高精滿足軍事部門對(duì)海上、陸地和空中設(shè)施進(jìn)行高精度導(dǎo)航和定位的需要而建立的。該系統(tǒng)于度導(dǎo)航和定位的需要而建立的。該系統(tǒng)于1973年年開始設(shè)計(jì)、研究，歷時(shí)開始設(shè)計(jì)、研究，歷時(shí)20年，耗資約年，耗資約200億美元，億美元，于于1993年年6月系統(tǒng)建成并投入使用。它從根本上月系統(tǒng)建成并投入使用。它從根本上解決了人類在地球上的導(dǎo)航和定位問(wèn)題，在軍事解決了人類在地球上的導(dǎo)

2、航和定位問(wèn)題，在軍事和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。給導(dǎo)航和定和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。給導(dǎo)航和定位技術(shù)帶來(lái)了巨大的變化。位技術(shù)帶來(lái)了巨大的變化。GPSGPS系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)1、全球性，全天候工作：能為用戶提供連續(xù)，實(shí)、全球性，全天候工作：能為用戶提供連續(xù)，實(shí)時(shí)的三維位置，三維速度和精密時(shí)間。不受天時(shí)的三維位置，三維速度和精密時(shí)間。不受天氣的影響。氣的影響。2、定位精度高：?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于、定位精度高：?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。3、功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對(duì)、功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，認(rèn)識(shí)

3、的加深，GPS不僅在測(cè)量，導(dǎo)航，測(cè)速，測(cè)時(shí)等方面得不僅在測(cè)量，導(dǎo)航，測(cè)速，測(cè)時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大 Your location is:45o 23.323 N126o 02.162 WGPS系統(tǒng)構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)有三部分構(gòu)成：GPS星座地面監(jiān)控站用戶接收機(jī)GPS星座由均勻分布在6個(gè)軌道平面上的24顆衛(wèi)星組成(第二代衛(wèi)星升空后現(xiàn)在是28顆左右增加了L5頻段,L2頻段加載C/A碼)，軌道間交角60其中兩個(gè)與赤道面交角55衛(wèi)星距地面20200km,繞圓軌道一周需11小時(shí)58分，所以人們每天提前4分鐘見到同一顆衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星的作用向用戶連續(xù)不

4、斷地發(fā)送導(dǎo)航向用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，并用導(dǎo)航電文報(bào)定位信號(hào)，并用導(dǎo)航電文報(bào)告自己的位置以及其它在軌告自己的位置以及其它在軌衛(wèi)星的位置衛(wèi)星的位置接收地面注入站發(fā)送到衛(wèi)星接收地面注入站發(fā)送到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和其它信息，并的導(dǎo)航電文和其它信息，并通過(guò)通過(guò)GPS信號(hào)發(fā)送給用戶信號(hào)發(fā)送給用戶接收地面主控站發(fā)送到衛(wèi)星接收地面主控站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度指令。的調(diào)度指令。地面監(jiān)控站一個(gè)主控站：一個(gè)主控站： 位于科羅拉多位于科羅拉多三個(gè)注入站：三個(gè)注入站： 大西洋的阿松森、印度洋的迭戈大西洋的阿松森、印度洋的迭戈伽西伽西 亞、太平洋的卡瓦加蘭亞、太平洋的卡瓦加蘭五個(gè)監(jiān)控站：五個(gè)監(jiān)控站： 除以上四個(gè)，還有在夏

5、威夷一個(gè)除以上四個(gè)，還有在夏威夷一個(gè)地面監(jiān)控站的作用收集數(shù)據(jù)：氣象、衛(wèi)星時(shí)鐘、衛(wèi)星工作狀態(tài)編算導(dǎo)航電文：計(jì)算衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、狀態(tài)數(shù)據(jù)、信號(hào)傳播改正診斷狀態(tài)：監(jiān)測(cè)地面系統(tǒng)、檢驗(yàn)導(dǎo)航電文調(diào)度衛(wèi)星：軌道改正、啟用備用衛(wèi)星GPS 的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)其作用的不同這些跟蹤站又組成的監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)其作用的不同這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一個(gè)位被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一個(gè)位于美國(guó)克羅拉多于美國(guó)克羅拉多Colorado 的法爾孔的法爾孔Falcon 空軍基空軍基地。它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站根據(jù)

6、地。它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站根據(jù)GPS 的觀測(cè)數(shù)據(jù)，的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)它還對(duì)衛(wèi)些數(shù)據(jù)通過(guò)注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)它還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)度備用衛(wèi)星替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外障時(shí)調(diào)度備用衛(wèi)星替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)除了主主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)除了主控站外還有四個(gè)控站外還有四個(gè)分別位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群島(Ascencion)、 迭

7、哥伽西亞(Diego Garcia)、 卡瓦加蘭(Kwajalein)。 監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)、監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)、監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài)。注入站有三個(gè)。監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài)。注入站有三個(gè)。它們分別位于阿松森群島、迭哥伽西亞、卡瓦加蘭。 注入站的注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。用戶接收機(jī)部分基本部分：GPS接收機(jī)、GPS天線你的位置：你的位置：45o 23.323 N126o 02.162 W 輔助部分：電源,固定和對(duì)中裝置（即角架、基座）等 用戶設(shè)備部分用戶設(shè)備主要由接收機(jī)和數(shù)據(jù)處

8、理軟件組成GNSS原理概要GPS接收機(jī)捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收GPS信號(hào)信號(hào)并將它變換、放大和處理，測(cè)量并將它變換、放大和處理，測(cè)量信號(hào)傳播時(shí)間進(jìn)以計(jì)算三維坐標(biāo)、信號(hào)傳播時(shí)間進(jìn)以計(jì)算三維坐標(biāo)、速度、時(shí)間速度、時(shí)間 接收機(jī)不僅需要機(jī)內(nèi)軟件，還需接收機(jī)不僅需要機(jī)內(nèi)軟件，還需要要GPS數(shù)據(jù)后處理軟件包才完整數(shù)據(jù)后處理軟件包才完整 按接收的載波頻率類別多少，分按接收的載波頻率類別多少，分為單頻（為單頻（L1）和雙頻（）和雙頻（L1、L2）GPS信號(hào)載波信號(hào)：調(diào)制有導(dǎo)航電文和偽隨機(jī)碼，有兩種：L1（19cm，1575.42MHz）；L2（24cm，1227.60MHz）偽隨機(jī)碼：是一個(gè)“

9、開”、“關(guān)”脈沖的序列，由衛(wèi)星產(chǎn)生并發(fā)送至用戶接收機(jī)，調(diào)制導(dǎo)航電文形成組合碼，C/A碼和P碼兩種導(dǎo)航電文：關(guān)于衛(wèi)星軌道、時(shí)鐘改正和其它系統(tǒng)狀態(tài)信息的低頻信號(hào)GPSGPS發(fā)展歷程發(fā)展歷程無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)羅蘭-C Omega（奧米茄）多普勒系統(tǒng) 衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)NNSS子午儀系統(tǒng)GPS GLONASS系統(tǒng)雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)） 加俐略系統(tǒng)GNSS原理概要什么是GNSS？全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)：一個(gè)能在地球表面或近地空間的任何地點(diǎn)為適當(dāng)裝備的用戶提供24小時(shí)、三維坐標(biāo)和速度以及時(shí)間信息的空基無(wú)線電定位系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星星座及其支持特定工作所需的增強(qiáng)系統(tǒng)。全球衛(wèi)星

10、導(dǎo)航系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)Global Navigation Satellite System廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司GNSS系統(tǒng)北北 斗斗GPSGPS伽利略伽利略格洛納斯格洛納斯多個(gè)衛(wèi)星星座多個(gè)衛(wèi)星星座增強(qiáng)系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)SBAS GPS GLONASS BeiDou Galileo GNSS內(nèi)涵WAAS美國(guó)EGNOS歐洲MSAS日本SDCM俄羅斯GAGAN印度100顆衛(wèi)星GNSS原理概要美國(guó) GPS 28顆衛(wèi)星俄羅斯 GLONASS 30顆衛(wèi)星歐盟 伽利略 30顆衛(wèi)星中國(guó) 北斗導(dǎo)航系統(tǒng) 35顆衛(wèi)星 GLONASS系統(tǒng) GLONASS是是GLObal NA

11、vigation Satellite System(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的字頭縮的字頭縮寫，是前蘇聯(lián)從寫，是前蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)的與美國(guó)年代初開始建設(shè)的與美國(guó)GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶設(shè)備三部分組成。現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶設(shè)備三部分組成?，F(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。 GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成，均勻分布在顆衛(wèi)星組成，均勻分布在3個(gè)近圓形的軌道平面上，個(gè)近圓形的軌道平面上，每個(gè)軌道面每個(gè)軌道面8顆衛(wèi)星，軌道高度顆衛(wèi)星，軌道高度19100公里，運(yùn)行

12、周期公里，運(yùn)行周期11小時(shí)小時(shí)15分，軌道傾角分，軌道傾角64.8。GLONASS衛(wèi)星的載波上也調(diào)制了兩種偽隨機(jī)噪聲碼：衛(wèi)星的載波上也調(diào)制了兩種偽隨機(jī)噪聲碼：S碼和碼和P碼。碼。該系統(tǒng)系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度水平方向?yàn)樵撓到y(tǒng)系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度水平方向?yàn)?6m，垂直方向?yàn)椋怪狈较驗(yàn)?5m。2014年年3月月24日日 今年發(fā)射第一顆今年發(fā)射第一顆 2014年年6月月15日日 今年發(fā)射第二顆今年發(fā)射第二顆 2014年年12月月1日日 今年發(fā)射第三顆今年發(fā)射第三顆 據(jù)中新社報(bào)道：俄羅斯打算在據(jù)中新社報(bào)道：俄羅斯打算在2018年前建成一個(gè)由年前建成一個(gè)由10顆軍用衛(wèi)星組成的顆軍用衛(wèi)星組成的統(tǒng)一的空間防御系統(tǒng)，為

13、俄羅斯的導(dǎo)彈防御提供可靠的空間保障。統(tǒng)一的空間防御系統(tǒng)，為俄羅斯的導(dǎo)彈防御提供可靠的空間保障。 到2020年格洛納斯精度將達(dá)到0.6米。 加俐略(Galileo)系統(tǒng)是將來(lái)精度最高的全開放的新一代定位系統(tǒng)伽利略系統(tǒng)曾經(jīng)是中國(guó)擺脫依賴GPS的希望,參股5%,美國(guó)控股迫使中國(guó)走向自主研發(fā)系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：衛(wèi)星星座：由衛(wèi)星星座：由3個(gè)獨(dú)立的圓形軌道，個(gè)獨(dú)立的圓形軌道，30顆衛(wèi)星組成（顆衛(wèi)星組成（27顆工作衛(wèi)星，顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星）顆備用衛(wèi)星） 。衛(wèi)星的軌道傾角衛(wèi)星的軌道傾角i =56；衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期；衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期T=14h23m14S恒星時(shí)；軌道高度恒星時(shí)；軌道高度H=23616km 。地

14、面系統(tǒng)：在歐洲建立地面系統(tǒng)：在歐洲建立2個(gè)控制中心；在全球構(gòu)建監(jiān)控網(wǎng)。個(gè)控制中心；在全球構(gòu)建監(jiān)控網(wǎng)。定位原理：與定位原理：與GPS相同。相同。定位精度：導(dǎo)航定位精度比目前任何系統(tǒng)都高。定位精度：導(dǎo)航定位精度比目前任何系統(tǒng)都高。計(jì)劃實(shí)施：計(jì)劃實(shí)施： 1994年開始進(jìn)入方案論證階段；年開始進(jìn)入方案論證階段； 2003年開始發(fā)射兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星進(jìn)入試驗(yàn)階段；年開始發(fā)射兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星進(jìn)入試驗(yàn)階段； 預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)2008年整個(gè)伽利略系統(tǒng)建成并投入使用；但由于多種原因一直在推遲年整個(gè)伽利略系統(tǒng)建成并投入使用；但由于多種原因一直在推遲2012年年10月月12日用日用“聯(lián)盟聯(lián)盟”火箭成功發(fā)射火箭成功發(fā)射2顆伽利略系統(tǒng)衛(wèi)

15、星顆伽利略系統(tǒng)衛(wèi)星伽利略計(jì)劃遇到的最大問(wèn)題是缺錢。該計(jì)劃提出之初，歐盟和歐洲空間局的設(shè)想是，伽利略計(jì)劃遇到的最大問(wèn)題是缺錢。該計(jì)劃提出之初，歐盟和歐洲空間局的設(shè)想是，該項(xiàng)目的三分之二資金由私人投資者提供，其余三分之一由歐盟和歐洲空間局分擔(dān)。該項(xiàng)目的三分之二資金由私人投資者提供，其余三分之一由歐盟和歐洲空間局分擔(dān)。但私人投資遲遲不到位，而項(xiàng)目預(yù)算則從最初的但私人投資遲遲不到位，而項(xiàng)目預(yù)算則從最初的77億歐元飆升到億歐元飆升到200多億歐元。多億歐元。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)3535顆星顆星 5 5顆定軌衛(wèi)星顆定軌衛(wèi)星 3030顆動(dòng)態(tài)衛(wèi)星顆動(dòng)態(tài)衛(wèi)星 包含通訊包含通訊 定位定位

16、軍事等應(yīng)用功能軍事等應(yīng)用功能北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通訊系統(tǒng)通訊系統(tǒng)（CNSS），是除美國(guó)的（），是除美國(guó)的（GPS）、俄羅斯的）、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?？稍谌蚍秶鷥?nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?？稍谌蚍秶鷥?nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。第八顆和第九高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。第八顆和第九顆北斗衛(wèi)星于顆北斗衛(wèi)星于2011年被年被長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭長(zhǎng)征三

17、號(hào)運(yùn)載火箭送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。2011年年12月月2日發(fā)射第十顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其表示，日發(fā)射第十顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其表示，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在2020年形成全球覆蓋能力。年形成全球覆蓋能力。2012年10月25日發(fā)射了第十六顆顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星現(xiàn)在公布北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的精度是現(xiàn)在公布北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的精度是25米，以后可達(dá)到米，以后可達(dá)到10米，定位精度越高，應(yīng)用的范圍就越廣泛。我們米，定位精度越高，應(yīng)用的范圍就越廣泛。我們現(xiàn)在發(fā)射了現(xiàn)在發(fā)射了15顆衛(wèi)星。如果希望實(shí)現(xiàn)顆衛(wèi)星。如果希望實(shí)現(xiàn)2020年覆蓋全年覆蓋全球

18、能力的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，至少需要發(fā)射球能力的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，至少需要發(fā)射30顆衛(wèi)星。顆衛(wèi)星。衛(wèi)星發(fā)射越多，對(duì)精度貢獻(xiàn)越大。衛(wèi)星發(fā)射越多，對(duì)精度貢獻(xiàn)越大。 北斗與GPS主要區(qū)別覆蓋范圍：覆蓋范圍：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)同步衛(wèi)星是覆蓋中國(guó)本土的區(qū)域衛(wèi)星數(shù)量和軌道衛(wèi)星數(shù)量和軌道雙向定位：雙向定位：知道你在哪里和我在哪里。短報(bào)文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息。系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：每小時(shí)540000戶。生存能力:北斗如果主控站被炸毀則無(wú)法定位實(shí)時(shí)性：因?yàn)槭请p向定位，時(shí)間延遲就更長(zhǎng)了，因此對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)體，就加大了定位的誤差 GPS坐標(biāo)系WGS-84：a=6378

19、137m，f=1/298.257223563aba = 長(zhǎng)半軸b = 短半軸ab)(af 扁率balfH橢球高經(jīng)度緯度 H lf橢球模型WGS-84 坐標(biāo)系WGS-84 坐標(biāo)系是目前GPS 所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS 所發(fā)布的星歷參數(shù)和歷書參數(shù)等都是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。WGS-84 坐標(biāo)系統(tǒng)的全稱是 World Geodical System-84 (世界大地坐標(biāo)系-84), 它是一個(gè)地心地固坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84 坐標(biāo)系統(tǒng)由美國(guó)國(guó)防部制圖局建立，于1987 年取代了當(dāng)時(shí)GPS 所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)WGS-72 坐標(biāo)系統(tǒng)而成為現(xiàn)在GPS所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。1954 年北京坐標(biāo)系 我國(guó)目前廣泛采用的大地測(cè)

20、量坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系源自于原蘇聯(lián)采用過(guò)的1942 年普爾科夫坐標(biāo)系。原點(diǎn)在原蘇聯(lián)的普爾科夫，該坐標(biāo)系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球。 1980 年西安大地坐標(biāo)系 1978 年我國(guó)決定重新對(duì)全國(guó)天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)。原點(diǎn)在陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)北洪流村。整體平差在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)就是1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個(gè)幾何和物理參數(shù)采用了IAG 1975 年的推薦值 2000國(guó)家大地坐標(biāo)系 經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，根據(jù)經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，根據(jù)中華人民共和國(guó)測(cè)繪法中華人民共和國(guó)測(cè)繪法，我國(guó)自，我國(guó)自2008年年7月月1日

21、起啟用日起啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。國(guó)家大地坐標(biāo)系。 2008年3月，由國(guó)土資源部正式上報(bào)國(guó)務(wù)院關(guān)于我國(guó)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的請(qǐng)示，并于2008年4月獲得國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)。自2008年7月1日起，我國(guó)將全面啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，國(guó)家測(cè)繪局受權(quán)組織實(shí)施。在我國(guó)建立、使用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，需要將現(xiàn)有的參心坐標(biāo)系下成果轉(zhuǎn)換到2000國(guó)家大地坐標(biāo)系中。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系與現(xiàn)行國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、銜接的過(guò)渡期為8年至10年。若現(xiàn)在仍采用現(xiàn)行的二維、非地心的坐標(biāo)系，不僅制約了地理空間信息的精確表達(dá)和各種先進(jìn)的空間技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無(wú)法全面滿足當(dāng)今氣象、地震、水利、交通等部門對(duì)高精度測(cè)繪地理

22、信息服務(wù)的要求，而且也不利于與國(guó)際上民航與海圖的有效銜接，因此采用地心坐標(biāo)系已勢(shì)在必行。GPS高程和海拔高h(yuǎn) = 正常高正常高H = 橢球高橢球高(大地高大地高)N = 大地水準(zhǔn)面高大地水準(zhǔn)面高(正高正高)NNNhhhHHH地面地面橢球橢球大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面大地高系統(tǒng)大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高。大地高一般用符號(hào)H 表示。大地高是一個(gè)純幾何量，不具有物理意義，同一個(gè)點(diǎn)在不同的基準(zhǔn)下具有不同的大地高。 正高系統(tǒng)正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的鉛垂線與大地

23、水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離。（大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離稱為大地水準(zhǔn)面差距）正常高系統(tǒng)正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離。（似大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離稱為高程異常）GPS測(cè)距原理五個(gè)邏輯步驟：五個(gè)邏輯步驟：三角測(cè)量三角測(cè)量測(cè)量距離測(cè)量距離精確定時(shí)精確定時(shí)衛(wèi)星監(jiān)控衛(wèi)星監(jiān)控誤差剔除誤差剔除第一步：三角測(cè)量衛(wèi)星位置已知，我們的位置未知。 我們接收機(jī)位于以衛(wèi)星為中心，以我們離衛(wèi)星的距離為半徑的球面上。 兩個(gè)衛(wèi)星球面相交成一個(gè)圓，我們就在這個(gè)圓上。 如果又測(cè)得了第三顆衛(wèi)星的距離，那我們的位置范圍就縮小到了兩個(gè)點(diǎn)上。 由于技術(shù)原

24、因，還需要測(cè)第四顆衛(wèi)星，這樣就知道我們的位置了！廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司 2012.1.1GPS定位原理空間距離交會(huì)法定位d3 在太空中！廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司 2012.1.1GPS定位原理廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司 2012.1.1GPS定位原理GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。如圖所示，假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間t，再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式）第二步 距離測(cè)量衛(wèi)星和我們接收機(jī)的距離怎么得來(lái)的呢？

25、很簡(jiǎn)單，衛(wèi)星信號(hào)傳播的速度可以光速計(jì)，那么,速度x時(shí)間=距離 .關(guān)鍵是時(shí)間怎么測(cè)量信號(hào)傳播時(shí)間怎么來(lái)？假設(shè)衛(wèi)星和接收機(jī)同時(shí)產(chǎn)生同樣的偽隨機(jī)碼對(duì)比這兩個(gè)碼得出GPS信號(hào)傳播的延遲就是傳播歷經(jīng)的時(shí)間（通常很短）再用這個(gè)時(shí)間乘以光速得出距離第三步 精確定時(shí)時(shí)間測(cè)量的精確與否關(guān)系重大，誤差千分之一秒，距離誤差可達(dá)200m！原子鐘:(100萬(wàn)年差0.1秒)原子鐘不是依靠原子能工作的，之所以得名是因?yàn)樗鼈兪褂靡环N特殊原子的振動(dòng)作為它們的節(jié)拍器。這種定時(shí)形式比人們開發(fā)出來(lái)的時(shí)鐘更穩(wěn)定、更精確。 這么高精度的東西價(jià)值4050萬(wàn)元！不可能作為民用接收機(jī)的配件！第四步 衛(wèi)星監(jiān)控衛(wèi)星的確切位置衛(wèi)星的確切位置DOD(

26、美國(guó)國(guó)防部美國(guó)國(guó)防部)事事先已經(jīng)確定好了，坐先已經(jīng)確定好了，坐標(biāo)系也是確定的，這標(biāo)系也是確定的，這樣就能定出我們接收樣就能定出我們接收機(jī)的位置機(jī)的位置 DOD還會(huì)連續(xù)不斷地監(jiān)控衛(wèi)星軌道的誤差，還會(huì)連續(xù)不斷地監(jiān)控衛(wèi)星軌道的誤差，并把這些誤差傳到接收機(jī)里，我們不用擔(dān)心衛(wèi)并把這些誤差傳到接收機(jī)里，我們不用擔(dān)心衛(wèi)星方面的問(wèn)題！星方面的問(wèn)題！第五步 誤差剔除GPS誤差源：衛(wèi)星時(shí)鐘影響小軌道誤差影響小電離層影響大對(duì)流層影響大接收機(jī)噪音影響較小多路徑影響較大 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：全天侯使用、無(wú)需通視、作用范圍廣、精度高、操作方便 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：受環(huán)境影響較大、不能有遮擋GNSS產(chǎn)品應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn) 常見定位技術(shù)根據(jù)定位模

27、式：?jiǎn)吸c(diǎn)定位（絕對(duì)定位）相對(duì)定位差分定位根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)： 靜態(tài)定位 動(dòng)態(tài)定位根據(jù)定位時(shí)效： 實(shí)時(shí)定位 事后定位根據(jù)觀測(cè)值類型： 偽距測(cè)量 載波相位測(cè)量單點(diǎn)定位（絕對(duì)定位） 定義 是以地球質(zhì)心為參照點(diǎn)，在一個(gè)測(cè)站上只需一臺(tái)接收機(jī)，獨(dú)立確定待定點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置。其特點(diǎn)：只需一臺(tái)接收機(jī)作業(yè)，組織實(shí)施簡(jiǎn)單；但定位精度較低（受星歷誤差、星鐘誤差及衛(wèi)星信號(hào)在大氣傳播中的的延遲誤差的影響比較顯著）。該定位模式在船舶、飛機(jī)的導(dǎo)航，地質(zhì)礦產(chǎn)勘探，暗礁定位，建立浮標(biāo)，海洋捕魚及低精度測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 精密單點(diǎn)定位技術(shù)(Precise Point Positioning，簡(jiǎn)稱PP

28、P技術(shù))是當(dāng)前GPS界研究的熱點(diǎn)之一。它是相對(duì)于一般的單點(diǎn)定位而言的。利用GPS的精密星歷和鐘差文件，以載波相位和偽距為觀測(cè)資料，進(jìn)行獨(dú)立的單點(diǎn)精密定位。 目前，根據(jù)一天的觀測(cè)值所求得的點(diǎn)位的平面位置精度可達(dá)23cm，高程精度可達(dá)34cm。 現(xiàn)處于研究、發(fā)展階段，將有廣泛的應(yīng)用前景。精密單點(diǎn)定位相對(duì)定位 定義 確定進(jìn)行同步觀測(cè)的接收機(jī)之間相對(duì)位置的定位方法，稱為相對(duì)定位。換句話說(shuō)相對(duì)定位的目的在于確定兩點(diǎn)間的矢量，通常稱為基線。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：定位精度高缺點(diǎn)： 多臺(tái)接收共同作業(yè)，作業(yè)復(fù)雜 數(shù)據(jù)處理復(fù)雜 不能直接獲取絕對(duì)坐標(biāo)應(yīng)用 高精度測(cè)量定位及導(dǎo)航靜態(tài)相對(duì)定位 普通靜態(tài)定位(1)作業(yè)方式: 采用兩臺(tái)

29、（或兩臺(tái)以上）接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個(gè)端點(diǎn)，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長(zhǎng)45分鐘至2個(gè)小時(shí)或更多。 (2)精度: 基線的相對(duì)定位精度可達(dá)5mm+1ppmD，D為基線長(zhǎng)度（KM）。(3)適用范圍: 建立全球性或國(guó)家級(jí)大地控制網(wǎng)，建立地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)、建立長(zhǎng)距離檢?；€、進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測(cè)、鉆井定位及精密工程控制網(wǎng)建立等。(4)注意事項(xiàng): 所有已觀測(cè)基線應(yīng)組成一系列封閉圖形，以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠度。并且可以通過(guò)平差，有助于進(jìn)一步提高定位精度。靜態(tài)相對(duì)定位 快速靜態(tài)定位(1)作業(yè)方法: 在測(cè)區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，并安置一臺(tái)接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流

30、動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測(cè)數(shù)分鐘。 (2)精度: 流動(dòng)站相對(duì)于基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm1ppmD。(3)應(yīng)用范圍: 控制網(wǎng)的建立及其加密、工程測(cè)量、地籍測(cè)量、大批相距百米左右的點(diǎn)位定位。(4)注意事項(xiàng): 在測(cè)量時(shí)段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測(cè)；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距應(yīng)不超過(guò)20km；流動(dòng)站上的接收機(jī)在轉(zhuǎn)移時(shí)，不必保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，可關(guān)閉電源以降低能耗。(5)優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)： 作業(yè)速度快、精度高、能耗低；缺點(diǎn)：二臺(tái)接收機(jī)工作時(shí)，構(gòu)不成閉合圖形，可靠性差。動(dòng)態(tài)相對(duì)定位 差分GPS（DGPS）: 以測(cè)距碼為根據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位，精度低； RTK: 以載波為根據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位，可獲得厘米級(jí)精度。 實(shí)時(shí)

31、動(dòng)態(tài)相對(duì)定位常見差分定位系統(tǒng): 1、信標(biāo)差分 2、星站差分 3、 RTK 4、 CORS 信標(biāo)差分系統(tǒng)信標(biāo)差分系統(tǒng) 為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)際貿(mào)易和社會(huì)發(fā)展的需要、滿足航行在我國(guó)主要港口、重要水道和沿岸的運(yùn)輸船舶，以及國(guó)防、海洋測(cè)繪、海洋是有及海洋漁業(yè)海上交通安全、疏浚、引航等多種高精度用戶的需求，由國(guó)家交通部安全監(jiān)督局布局規(guī)劃了我國(guó)在沿海海域的無(wú)線電差分指向標(biāo)信號(hào)。信標(biāo)即上面提到的差分改正信號(hào)。遍及中國(guó)沿海的各信標(biāo)臺(tái)站都在實(shí)時(shí)的不間斷發(fā)布信標(biāo)信號(hào)。這樣，一旦您擁有了一臺(tái)信標(biāo)接收機(jī)，再配合GPS接收機(jī)使用，您就可以得到高精度的實(shí)時(shí)定位結(jié)果。“單機(jī)”即可得到小于一米的定位精度。WAAS WAAS 廣

32、域增強(qiáng)系統(tǒng)廣域增強(qiáng)系統(tǒng) Wide Area Augmentation SystemWide Area Augmentation SystemSBAS 星基增強(qiáng)系統(tǒng)星基增強(qiáng)系統(tǒng)WAAS是美國(guó)聯(lián)邦航空局及美國(guó)交通部為提升飛行精確度而發(fā)展出來(lái)的，因?yàn)槟壳皢为?dú)使用 GPS 并無(wú)法達(dá)到聯(lián)邦航空局針對(duì)精確飛行導(dǎo)航所設(shè)定的要求。WAAS 包含了約25個(gè)地面參考站臺(tái)，位置散布于美國(guó)境內(nèi)，負(fù)責(zé)監(jiān)控 GPS 衛(wèi)星的資料。其中兩個(gè)分別位于美國(guó)東西岸的主站臺(tái)搜集其它站臺(tái)傳來(lái)的資料，并據(jù)此計(jì)算出 GPS 衛(wèi)星的軌道偏移量、電子鐘誤差，以及由大氣層及電離層所造成的訊息延遲時(shí)間，匯整后經(jīng)由兩顆位在赤道上空之同步衛(wèi)星的其中之

33、一傳播出去。此 WAAS 訊號(hào)的發(fā)送頻率與 GPS 訊號(hào)的頻率相同，因此任何具備 WAAS 功能的 GPS 機(jī)臺(tái)都可接收此訊號(hào)，并藉此修正定位信息。WAAS 可以校正由電離層干擾、時(shí)序控制不正確以及衛(wèi)星軌道錯(cuò)誤等因素所造成的 GPS 訊號(hào)誤差，也能提供各衛(wèi)星是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)之信息。雖然 WAAS 目前尚未正式通過(guò)美國(guó)航空局的飛行使用認(rèn)證，但此系統(tǒng)已開放給一般民眾使用 星站差分系統(tǒng)組成星站差分系統(tǒng)組成系統(tǒng)有五個(gè)部分組成：1、參考站；2、數(shù)據(jù)處理中心；3、注入站；4、地球同步衛(wèi)星；5、用戶站。 目前全球發(fā)展的目前全球發(fā)展的SBASSBAS系統(tǒng)有：系統(tǒng)有：美國(guó)的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(WAAS)覆蓋美洲大陸歐空局

34、接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(EGNOS)覆蓋歐洲大陸日本的多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS）覆蓋亞洲大陸。 基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在參考點(diǎn)位上，連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將測(cè)站坐標(biāo)、觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送出去，流動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，求載波相位整周模糊度，在通過(guò)相對(duì)定位模型獲取所在點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)站的坐標(biāo)和精度指標(biāo)。在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，給出厘米級(jí)定位結(jié)果。RTKRTK系統(tǒng)系統(tǒng)RTK (Real Time Kinematic) -實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分定位技術(shù)RTK數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)疽鈭D連續(xù)運(yùn)行參考站（連續(xù)運(yùn)行參考站（CORSCORS） VRS VRS Virt

35、ual Reference StationVirtual Reference Station原理原理 利用基準(zhǔn)站網(wǎng)計(jì)算出用戶附近某利用基準(zhǔn)站網(wǎng)計(jì)算出用戶附近某點(diǎn)（虛擬參考站）各項(xiàng)誤差改正，點(diǎn)（虛擬參考站）各項(xiàng)誤差改正，再將它們加到利用虛擬參考站坐標(biāo)再將它們加到利用虛擬參考站坐標(biāo)和衛(wèi)星坐標(biāo)所計(jì)算出的距離之上，和衛(wèi)星坐標(biāo)所計(jì)算出的距離之上，得出虛擬參考站上的虛擬觀測(cè)值，得出虛擬參考站上的虛擬觀測(cè)值，將其發(fā)送給用戶，進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定將其發(fā)送給用戶，進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定位。位。特點(diǎn)特點(diǎn) 精度和可靠性高精度和可靠性高 屬網(wǎng)絡(luò)屬網(wǎng)絡(luò)RTKRTK動(dòng)態(tài)相對(duì)定位 Stop & Go（準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位）: (1)作業(yè)方法: 在

36、測(cè)區(qū)選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，安置接收機(jī)工連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；將另一臺(tái)流動(dòng)接收機(jī)先置于1號(hào)站觀測(cè)；在保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情況下，將流動(dòng)接收機(jī)分別在2，3，4各點(diǎn)觀測(cè)數(shù)秒鐘。(2)精度: 基線的中誤差約為12cm。(3)應(yīng)用范圍: 開闊地區(qū)的加密控制測(cè)量、工程測(cè)量及碎部測(cè)量及線路測(cè)量等。(4)注意事項(xiàng): 應(yīng)確保在觀測(cè)時(shí)斷上有5顆以上衛(wèi)星可供觀測(cè)；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)距離不超過(guò)20 km；觀測(cè)過(guò)程中流動(dòng)接收機(jī)不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動(dòng)點(diǎn)上延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間12min。 事后動(dòng)態(tài)相對(duì)定位 PPK（Post Process Kinematic)(1)作業(yè)方法: 建立一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星；

37、流動(dòng)接收機(jī)先在出發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測(cè)數(shù)分鐘；然后流動(dòng)接收機(jī)從出發(fā)點(diǎn)開始連續(xù)運(yùn)動(dòng)；按指定的時(shí)間間隔自動(dòng)運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置。作業(yè)布置如圖所示(2)精度: 相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的瞬時(shí)點(diǎn)位精度20mm1ppmD cm。(3)應(yīng)用范圍: 精密測(cè)定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的軌跡、測(cè)定道路的中心線、剖面測(cè)量、航道測(cè)量等。(4)注意事項(xiàng): 需同步觀測(cè)5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)距離不超過(guò)20 km。動(dòng)態(tài)相對(duì)定位 事后動(dòng)態(tài)相對(duì)定位廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司 2012.1.1RTK產(chǎn)品使用廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司 2012.1.1RTK產(chǎn)品使用RTK測(cè)量的概念基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將測(cè)量的載波相位觀測(cè)值、偽距觀

38、測(cè)值、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等用無(wú)線電傳送給運(yùn)動(dòng)中的流動(dòng)站，流動(dòng)站接收后將載波相位觀測(cè)值實(shí)時(shí)進(jìn)行差分處理得到兩站相對(duì)坐標(biāo)；加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)得出流動(dòng)站W(wǎng)GS84坐標(biāo)通過(guò)轉(zhuǎn)換參數(shù)求出當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系下的三維坐標(biāo)RTK點(diǎn)位選擇基準(zhǔn)站上空開闊，以保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量基準(zhǔn)站周圍200m內(nèi)無(wú)大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線，減少電磁波對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的干擾基準(zhǔn)站遠(yuǎn)離高層建筑、大片水域等，減少多路徑影響基準(zhǔn)站應(yīng)該交通便利、易于保存投影概念 地圖投影是將地球面上的經(jīng)緯網(wǎng)描述到平面上的數(shù)學(xué)方法，使用地圖投影，可以將地球表面完整的表示在平面上，但是是通過(guò)對(duì)投影范圍內(nèi)某一區(qū)域的均勻拉伸和對(duì)另外一區(qū)域內(nèi)的均勻縮小實(shí)現(xiàn)的。 投影

39、正算 投影反算B L H -平面上 xyh 平面上xyh -B L H常見投影（一）按變形性質(zhì)分類等角投影角度變形不大的投影等距離投影面積變形不大的投影等面積投影角度變形增大的趨向面積變形增大趨向常見投影（二） 平面投影 圓錐投影 圓柱投影常見投影（三）TM投影-橫軸莫卡托投影 (等角橫切圓柱投影) 高斯投影高斯投影三度帶 3*N舉例：哈爾濱中央子午線126，沈陽(yáng)123，中間分界就是124度30分高斯投影六度帶 6*N-3自定義高斯投影 自定義 UTM 通用橫軸莫卡托投影 墨卡托投影（等角正切圓柱投影）墨卡托投影沒(méi)有角度變形,保持了方向和相互位置關(guān)系的正確。常用作航海圖和航空?qǐng)D高斯-克呂格(G

40、auss-Kruger)投影（一）是一種“等角橫切圓柱投影”。德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家高斯（Carl Friedrich auss，1777一 1855）于十九世紀(jì)二十年代擬定，后經(jīng)德國(guó)大地測(cè)量學(xué)家克呂格（Johannes Kruger，18571928）于 1912年對(duì)投影公式加以補(bǔ)充，故名高斯-克呂格投影。設(shè)想用一個(gè)圓柱橫切于球面上投影帶的中央經(jīng)線，按照投影帶中央經(jīng)線投影為直線且長(zhǎng)度不變和赤道投影為直線的條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)一定經(jīng)差范圍內(nèi)的球面正形投影于圓柱面。然后將圓柱面沿過(guò)南北極的母線剪開展平，即獲高斯一克呂格投影平面。高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影（二）高斯一克呂

41、格投影后，除中央經(jīng)線和赤道為直線外，其他經(jīng)線均為對(duì)稱于中央經(jīng)線的曲線。高斯-克呂格投影沒(méi)有角度變形，在長(zhǎng)度和面積上變形也很小，中央經(jīng)線無(wú)變形，自中央經(jīng)線向投影帶邊緣，變形逐漸增加，變形最大處在投影帶內(nèi)赤道的兩端。由于其投影精度高，變形小，而且計(jì)算簡(jiǎn)便（各投影帶坐標(biāo)一致，只要算出一個(gè)帶的數(shù)據(jù)，其他各帶都能應(yīng)用），因此在大比例尺地形圖中應(yīng)用，可以滿足軍事上各種需要，并能在圖上進(jìn)行精確的量測(cè)計(jì)算。高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影（三）高斯-克呂格投影坐標(biāo) 高斯- 克呂格投影是按分帶方法各自進(jìn)行投影，故各帶坐標(biāo)成獨(dú)立系統(tǒng)。以中央經(jīng)線投影為縱軸(x), 赤道投影為橫軸(y),兩軸交點(diǎn)即為各帶

42、的坐標(biāo)原點(diǎn)?？v坐標(biāo)以赤道為零起算，赤道以北為正，以南為負(fù)。我國(guó)位于北半球，縱坐標(biāo)均為正值。橫坐標(biāo)如以中央經(jīng)線為零起算，中央經(jīng)線以東為正，以西為負(fù)，橫坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，使用不便，故規(guī)定將坐標(biāo)縱軸西移500公里當(dāng)作起始軸，凡是帶內(nèi)的橫坐標(biāo)值均加 500公里。由于高斯-克呂格投影每一個(gè)投影帶的坐標(biāo)都是對(duì)本帶坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)值，所以各帶的坐標(biāo)完全相同，為了區(qū)別某一坐標(biāo)系統(tǒng)屬于哪一帶，在橫軸坐標(biāo)前加上帶號(hào)，如(4231898m,21655933m)，其中21即為帶號(hào)。平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至少需要 兩個(gè)已知點(diǎn)四個(gè)參數(shù)X0平移Y0平移坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)K 尺度 正常情況下為0.999x或1.000 x四參轉(zhuǎn)換步驟 基

43、準(zhǔn)轉(zhuǎn)換 定義投影 水平平差旋轉(zhuǎn)平移縮放 垂直平差水平平差= GPS 觀測(cè)值觀測(cè)值= 控制點(diǎn)控制點(diǎn)旋轉(zhuǎn)平移縮放水平殘差殘差殘差高程擬合方法參數(shù)擬合法 a. 常數(shù)擬合 （少于3個(gè)已知點(diǎn)） b.平面擬合 (大于等于3個(gè)且分布較均勻的已知點(diǎn)） c.曲面擬合 (大于等于6個(gè)且分布較均勻的已知點(diǎn)）網(wǎng)格擬合法 EGM96模型 似大地水準(zhǔn)面精化成果 橢球轉(zhuǎn)換不同橢球(坐標(biāo)系)的轉(zhuǎn)換多應(yīng)用于WGS84 坐標(biāo)與北京54， 國(guó)家80，當(dāng)?shù)刈鴺?biāo) 之間的轉(zhuǎn)換 三參數(shù)（莫洛登斯基三參數(shù)）只有一個(gè)點(diǎn)就可以X0平移 Y0平移 Z0平移七個(gè)參數(shù)X0平移 Y0平移 Z0平移Xw旋轉(zhuǎn) Yw旋轉(zhuǎn) Zw旋轉(zhuǎn)K 尺度 計(jì)算方法：3個(gè)以上

44、公共坐標(biāo)(BLH或者XYZ)三參數(shù)和七參數(shù)三參數(shù)三參數(shù)平移平移 適合小范圍適合小范圍七參數(shù)七參數(shù)平移、縮放、旋轉(zhuǎn)平移、縮放、旋轉(zhuǎn) 適合大范圍工程適合大范圍工程平面坐標(biāo)系統(tǒng)不同(橢球)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換流程空間直角坐標(biāo)(X,Y,Z)空間直角坐標(biāo)(X,Y,Z)大地坐標(biāo)(B,L,H)平面直角坐標(biāo)(x,y,h)當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)(x,y)大地坐標(biāo)(B,L,H)平面直角坐標(biāo)(x,y,h)當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)(x,y)投影反算投影正算平面轉(zhuǎn)換平面轉(zhuǎn)換橢球轉(zhuǎn)換不同(橢球)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換流程幾種橢球轉(zhuǎn)換模型的特點(diǎn)：幾種橢球轉(zhuǎn)換模型的特點(diǎn)：1.三參數(shù)法： 七參數(shù)方法的簡(jiǎn)化，只取X平移，Y平移，Z平移。只能適用于坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)很小的兩橢球間。大多運(yùn)用于使用信標(biāo)，SBAS差分等精度要求不高的工程。2.布爾莎七參數(shù)法： 標(biāo)準(zhǔn)的七參數(shù)方法，使用X，Y，Z平移，X，Y，Z旋轉(zhuǎn)，K尺度。作用范圍較大和距離較遠(yuǎn)，通常用于RTK模式或者RTD模式的WGS84到北京54和國(guó)家80的轉(zhuǎn)換，已知點(diǎn)要三個(gè)或三個(gè)以上。3.一步法 參數(shù)形式和標(biāo)準(zhǔn)七參數(shù)一樣， X，Y，Z平移，X，Y，Z旋轉(zhuǎn)，K尺度 ?？梢砸徊酵瓿蒞GS84到當(dāng)?shù)氐胤阶鴺?biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換工作。也是要三個(gè)或三個(gè)以上已知點(diǎn)。 4.四參數(shù) 使用x,y平移，a旋轉(zhuǎn)，k尺度，也是RTK常用的一種作業(yè)模式，只轉(zhuǎn)換平面