GPS原理及應用課件

GPS原理及應用1精選2021版課件11.1GPS概述111.2GPS系統(tǒng)組成211.3GPS定位技術(shù)34411.4RTK的應用562精選2021版課件

幾種衛(wèi)星系統(tǒng)簡介--GLONASS系統(tǒng)(俄羅斯）

1982年開始研制,計劃發(fā)射24顆衛(wèi)星,均勻分布在三個軌道上.軌道平面傾角:64.5°衛(wèi)星飛行高:19100km衛(wèi)星運行周期:11h58min信號頻率:1600MHz;1200MHz水平16米，垂直25米2010年2月有18顆在軌，恢復正常GLONASS系統(tǒng)的組成：3精選2021版課件幾種衛(wèi)星系統(tǒng)簡介--Galileo系統(tǒng)(歐洲)Galileo系統(tǒng)是一種開放式的以民用為主的衛(wèi)星系統(tǒng)。Galileo系統(tǒng)在技術(shù)構(gòu)態(tài)上將以分布在3個軌道平面上的30顆MEO衛(wèi)星為核心星座，其空間信號等效于GPSBlock-IIF衛(wèi)星上的信號，具有在L頻段上和GPS兼容的多頻體制，在無增強下可以達到10米精度。

Galileo系統(tǒng)的構(gòu)成：衛(wèi)星星座圖4精選2021版課件幾種衛(wèi)星系統(tǒng)簡介–北斗衛(wèi)星系統(tǒng)（我國）2000年10月31日0時02分，我國自行研制的第一顆導航定位衛(wèi)星——“北斗導航試驗衛(wèi)星”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射；

2000年12月21日0時20分，第二顆“北斗導航試驗衛(wèi)星”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”火箭發(fā)射升空，并準確入軌；這標志著我國將擁有自主研制的第一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。2012年12月27日正式向亞太地區(qū)提供定位、導航、授時服務2020年左右實現(xiàn)全球覆蓋。5顆靜止軌道衛(wèi)星+30顆非靜止軌道衛(wèi)星，采用2000大地坐標系；定位精度：10米。5精選2021版課件

11.3GPS系統(tǒng)的組成

空間部分地面監(jiān)控部分用戶部分6精選2021版課件

11.3GPS系統(tǒng)的組成

空間部分:11.

21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星，均勻分布在6個軌道上

2.軌道傾角55°

3.軌道高度:遠地點:26560km

近地點:20200km4.運行周期：11小時58分(恒星時)

保證在地球上任何地點,任何時間都能同時看到4～8顆GPS衛(wèi)星

提供星歷和時間信息發(fā)射偽距和載波信號提供其它輔助信息7精選2021版課件

11.3GPS系統(tǒng)的組成

GPS衛(wèi)星星座空間圖

GPS衛(wèi)星星座平面圖8精選2021版課件

11.3GPS系統(tǒng)的組成

地面監(jiān)控部分:

組成：主控站（1個）,

注入站（3個）,監(jiān)測站（5個）作用：監(jiān)測和控制衛(wèi)星運行，編算衛(wèi)星星歷（導航電文），保持系統(tǒng)時間。9精選2021版課件GPS地面監(jiān)控站的分布示意圖AscensionIsland:阿松森群島注入站、監(jiān)控站

DiegoGarcia:迭哥伽西亞注入站、監(jiān)控站

Kwajalein:卡瓦蘭注入站、監(jiān)控站

Colorado:科羅拉多 主控站、監(jiān)控站

Hawaii：夏威夷監(jiān)控站

監(jiān)控站

主控站

注入站

夏威夷

科羅拉多

阿松森

迭哥加西亞

卡瓦加蘭

10精選2021版課件

11.3GPS系統(tǒng)的組成

用戶部分―GPS信號接收系統(tǒng)導航型接收機:手持式、車載、機載測量型接收機:單頻機、雙頻機接收并觀測衛(wèi)星信號記錄和處理數(shù)據(jù)提供導航定位信息單頻機(L1)雙頻機(L1/L2)11精選2021版課件我國GPS定位技術(shù)的應用和發(fā)展概況

11.4GPS技術(shù)的應用

從1970年4月把第一顆人造衛(wèi)星送入軌道以來，我國已成功地發(fā)射了三十多顆不同類型的人造衛(wèi)星，為空間大地測量工作的開展創(chuàng)造了有利條件。

70年代后期，有關(guān)單位在從事多年理論研究的同時，引進并試制成功了各種人造衛(wèi)星觀測儀器。其中有人造衛(wèi)星攝影儀、衛(wèi)星激光測距儀和多普勒接收機。根據(jù)多年的觀測實踐，完成了全國天文大地網(wǎng)的整體平差，建立了1980年國家大地坐標系，進行了南海群島的聯(lián)測。80年代初，我國一些院校和科研單位已開始研究GPS技術(shù)。十多年來，我國的測繪工作者在GPS定位基礎(chǔ)理論研究和應用開發(fā)方面作了大量的工作。12精選2021版課件我國GPS定位技術(shù)的應用和發(fā)展概況

11.4GPS技術(shù)的應用

在大地測量方面，利用GPS技術(shù)開展國際聯(lián)測，建立全球性大地控制網(wǎng)，提供高精度的地心坐標，測定和精化大地水準面，組織各部門（10多個單位，30多臺GPS雙頻接受機）參加1992年全國GPS定位大會戰(zhàn)。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，GPS網(wǎng)點地心坐標精度優(yōu)于0.2m，點間位置精度優(yōu)于。在我國建立了平均邊長約100km的GPSA級網(wǎng)，提供了亞米級精度地心坐標基準。次后，在A級網(wǎng)的基礎(chǔ)上，我國又布設了邊長為30~100km的B級網(wǎng)，全國約2500個點。A、B級GPS網(wǎng)點都聯(lián)測了幾何水準。這樣就為我國各部門的測繪工作，建立各級測量控制網(wǎng)，提供了高精度的平面和高程三維基準。我國已完成西沙、南沙群島各島嶼與大地的GPS聯(lián)測，使海島與全國大地網(wǎng)聯(lián)成一整體。13精選2021版課件三、GPS定位方法分類

（1）絕對/單點定位——確定觀測點在WGS-84系中的坐標，即絕對位置。14精選2021版課件（2）相對定位確定觀測點在國家或地方獨立坐標系中的坐標，即相對位置。

基線向量B

A

S1

S2

S4

S3

15精選2021版課件四、GPS的后處理測量方法

11.靜態(tài)測量（1）方法：將幾臺GPS接收機安置在基線端點上，保持固定不動，同步觀測4顆以上衛(wèi)星。可觀測數(shù)個時段，每時段觀測十幾分鐘至1小時左右。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標。（2）用途主要用于大地測量、控制測量、變形測量、工程測量。（3）精度精度最高的作業(yè)模式，可達到（5mm+1ppm）16精選2021版課件2．動態(tài)測量（1）方法：先建立一個基準站，并在其上安置接收機連續(xù)觀測可見衛(wèi)星，另一臺接收機在第1點靜止觀測數(shù)分鐘后，在其他點依次觀測數(shù)秒。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標。動態(tài)相對定位的作業(yè)范圍一般不能超過15km。（2）用途：適用于精度要求不高的碎部測量。（3）精度：可達到（10~20mm+1ppm）

17精選2021版課件相對定位模式動態(tài)模擬圖靜態(tài)相對定位模式流動站動態(tài)相對定位模式基準站18精選2021版課件五、GPS實時動態(tài)定位（RTK）方法

11.RTK工作原理及方法與動態(tài)相對定位方法相比，定位模式相同，僅要在基準站和流動站間增加一套數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)各點坐標的實時計算、實時輸出。

19精選2021版課件RTK定位圖20精選2021版課件2．RTK用途：適用于精度要求不高的施工放樣及碎部測量。

3．作業(yè)范圍：目前一般為10km左右。4．精度：可達到（10~20mm+1ppm）21精選2021版課件RTK的操作和應用22精選2021版課件一、RTK可以做什么?控制測量碎部測量點放樣直線放樣線路放樣斷面測量二、儀器的連接---基準站GDL電臺主機二、儀器的連接---基準站三聲關(guān)機，四聲動態(tài)，五聲靜態(tài)，六聲恢復初始設置。DL燈常亮，STA燈五秒鐘閃一次，表示處在靜態(tài)模式STA燈常亮，DL燈五秒鐘快閃兩次，表示處在動態(tài)模式動態(tài)時

靜態(tài)/GPRS/GSM指示燈數(shù)據(jù)鏈燈衛(wèi)星/藍牙燈電源燈開關(guān)鍵三、注意事項------基準站架設基準站架設的好壞，將影響移動站工作的速度，并對移動站測量質(zhì)量有著深遠的影響，因此用戶注意使觀測站位置具有以下條件：在10度截止高度角以上的空間部應沒有障礙物；鄰近不應有強電磁輻射源，比如電視發(fā)射塔、雷達電視發(fā)射天線等，以免對RTK電信號造成干擾，離其距離不得小于200m；基準站最好選在地勢相對高的地方以利于電臺的作用距離；地面穩(wěn)固，易于點的保存。用戶如果在樹木等對電磁傳播影響較大的物體下設站，當接收機工作時，接收的衛(wèi)星信號將產(chǎn)生畸變，影響RTK的差分質(zhì)量，使得移動站很難FIXED。四、儀器的連接---移動站三聲關(guān)機，四聲動態(tài)，五聲靜態(tài)，六聲恢復初始設置。七聲是基準站和移動站互換！DL燈常亮，STA燈五秒鐘閃一次，表示處在靜態(tài)模式。動態(tài)模式時，DL燈一秒鐘閃一次。

五、參數(shù)設置---新建工程依次按要求填寫或選取如下工程信息：工程名稱、橢球系名稱、投影參數(shù)設置、四參數(shù)設置（未啟用可以不填寫）、七參數(shù)設置（未啟用可以不填寫）和高程擬合參數(shù)設置（未啟用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。五、參數(shù)設置---作業(yè)文件名五、參數(shù)設置---橢球設置五、參數(shù)設置---投影參數(shù)設置五、參數(shù)設置---四參數(shù)設置五、參數(shù)設置---七參數(shù)設置五、參數(shù)設置---高程擬合參數(shù)設置六、求轉(zhuǎn)換參數(shù)---控制點坐標庫六、求轉(zhuǎn)換參數(shù)---輸入已知坐標六、求轉(zhuǎn)換參數(shù)---增加原始點坐標六、求轉(zhuǎn)換參數(shù)---保存及查看參數(shù)七、碎部點測量---手動采集七、碎部點測量---自動采集八、點放樣八、點放樣----增加放樣點八、點放樣----確定放樣點位九、直線放樣---增加放樣直線九、直線放樣---確定直線位置十、線路放樣----線路設置根據(jù)線路設計所需要的設計要素按照軟件菜單提示錄入后，軟件按要求計算出線路點坐標和圖形。道路設計菜單包括兩種道路設計模式：元素模式和交點模式十、線路放樣----元素模式元素模式”是道路設計里面慣用的一種模式，它是將道路線路拆分為各種道路基本元素（點、直線、緩曲線、圓曲線等），并按照一定規(guī)則把這些基本元素逐一添加組合成線路，從而達到設計整段道路的目的十、線路放樣----元素模式“間隔”為生成線路點坐標的間隔；“整樁號”、“整樁距”是生成坐標的方式；“路名”為所需要設計的道路名稱；“里程”為起始點里程。十、線路放樣----元素模式道路元素分為：點、直線、緩曲線、圓曲線。各種元素的組合要遵循道路設計規(guī)則。要根據(jù)界面提示添加相應的數(shù)據(jù)信息，如：點要素就只需要輸入X坐標和Y坐標，直線元素只需要輸入方位角和長度。十、線路放樣----元素模式點擊“圖形繪制”按鈕，看到道路的計算后繪制的圖形十、線路放樣----交點模式交點模式是目前普遍使用的道路設計方式。用戶只需輸入線路曲線交點的坐標以及相應路線的緩曲長、半徑、里程等信息，就可以得到要素點、加樁點、線路點的坐標，以及直觀的圖形顯示，從而可以方便的進行線路的放樣等測量工作。十、線路放樣----交點模式十、線路放樣----交點模式十、線路放樣----放樣十、線路放樣----放樣列表中顯示設計文件中的所有的點（默認設置），用戶也可以通過在列表下的標志、加樁、計算、斷面前的對話框中打勾來選擇是否在列表中顯示這些點。選擇要放樣的點，如果要進行整個線路放樣，就按“線路放樣”按鈕，進入線路放樣模式進行放樣；如果要對某個標志點或加樁點進行放樣，就按“點放樣”按鈕，進入點放樣模式。如果要對某個中樁的橫斷面放樣，就按“斷面放樣”十、線路放樣----放樣在放線庫中調(diào)入設計文件選擇進行線路放樣以后放樣界面。路放樣實際上是點放樣的線路表現(xiàn)形式既在點放樣時以設計的線路圖為底圖，實時的顯示當前點在線路上的映射點（當前點距線路上距離最近的點）的里程和前進方向的左或右偏距。在圖中會顯示整個線路和當前測量點，并實時計算當前點是否在線路范圍內(nèi)，如果在線路范圍內(nèi)，就計算出到該線路的最近距離和該點在線路上的映射點的里程；如果不在線路范圍內(nèi)，就給出提示。十、線路放樣---參數(shù)設置十、線路放樣---參數(shù)設置最小值，最大值：點放樣下面的圓圈提示和報警提示，當離放樣點的距離小于最大值并且選擇了聲音提示時，就給出聲音提示。北方向、線方向：線路放樣和點放樣兩種方向指示模式的互相切換。屬性賦值里程：測量點時是否把里程作為屬性。顯示所有放樣路線：如果選擇了就顯示所有的放樣路線。顯示標志點：如果選擇了就在圖中顯示所有的標志點。顯示加樁點：如果選擇了就在圖中顯示所有的加樁點。顯示測量點：如果選擇了就在圖中顯示測量點，并且顯示的測量點個數(shù)跟下面設置“顯示測量點個數(shù)”一樣，如果選擇顯示“全部”測量點，就把所有采集點都顯示出來，如果選擇顯示“3”個點，就顯示最近的3個采集點。顯示斷面點：如果選擇了就在圖中顯示所有的斷面點。顯示加樁點：如果選擇了就在圖中顯示所有的加樁點。顯示計算