GPS測(cè)量原理-課件

1、原理2、我國(guó)GPS測(cè)量的常用坐標(biāo)系3、GPS靜態(tài)定位在測(cè)量中的應(yīng)用4、GPS高程GPS測(cè)量教學(xué)電子教案2020/12/211、原理GPS測(cè)量教學(xué)電子教案2020/12/21第一部分原理1GPS測(cè)量的特點(diǎn)2GPS的歷史和背景3GPS系統(tǒng)的組成4GPS衛(wèi)星5GPS地面控制站6GPS用戶設(shè)備7GPS系統(tǒng)現(xiàn)狀8GPS定位原理9GPS測(cè)量2020/12/22第一部分原理1GPS測(cè)量的特點(diǎn)2020/12/22精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒(méi)有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒(méi)有學(xué)問(wèn)無(wú)顏見(jiàn)爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥說(shuō)早早早……”44精品資料5精品資料5你怎么稱呼老師？如果老師最后沒(méi)有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒(méi)有學(xué)問(wèn)無(wú)顏見(jiàn)爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥說(shuō)早早早……”661GPS測(cè)量的特點(diǎn)GPS測(cè)量與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比1：不需要相互通視觀測(cè)作業(yè)不受天氣條件的影響網(wǎng)的質(zhì)量與點(diǎn)位的分布情況無(wú)關(guān)能達(dá)到大地測(cè)量所需要的精度水平白天和夜間均可作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著2020/12/271GPS測(cè)量的特點(diǎn)GPS測(cè)量與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比1：不需(1)

GPS測(cè)量效率比傳統(tǒng)方法有極大的提高(2)無(wú)論作大面積控制和局部測(cè)量都是理想的儀器(3)價(jià)格上具有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力(4)任何條件下都有充分把握提供足夠的精度GPS測(cè)量與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比2：2020/12/28(1)GPS測(cè)量效率比傳統(tǒng)方法有極大的提高GPS測(cè)量與經(jīng)典

2GPS的歷史和背景GPS是美國(guó)軍方研制的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

(1)全球通用(2)24小時(shí)可以定位，測(cè)速和授時(shí)(3)用戶設(shè)備成本低廉(4)確保美國(guó)軍事安全，服務(wù)于全球戰(zhàn)略(5)導(dǎo)航精度可達(dá)10—20m(6)取代現(xiàn)存各種導(dǎo)航系統(tǒng)

這種設(shè)備可以用來(lái)武裝戰(zhàn)車，艦船和飛機(jī)，提高其作戰(zhàn)能力，并可廣泛用于地面部隊(duì)，其作用已經(jīng)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中得到充分展示。2020/12/292GPS的歷史和背景GPS是美國(guó)軍方研制的第二代衛(wèi)星導(dǎo)系統(tǒng)特征第一代NNSSNavyNavigationSatelliteSystem(海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)）GPS載波頻率GHz0.15,0.401.23,1.58衛(wèi)星高度km100020200衛(wèi)星數(shù)5-621+3衛(wèi)星周期min1:4711:58衛(wèi)星鐘穩(wěn)定度10-1110-12GPS與NNSS的主要特征比較2020/12/210系統(tǒng)特征第一代NNSSGPS載波頻率GHz0.15,0.40系統(tǒng)特征GLONASSGPS載波頻率GHz1.61,1.251.23,1.58衛(wèi)星高度km1910020200衛(wèi)星數(shù)21+321+3衛(wèi)星周期h11:1511:58衛(wèi)星鐘穩(wěn)定度10-1110-13GPS與GLONASS（俄羅斯）的主要特征比較2020/12/211系統(tǒng)特征GLONASSGPS載波頻率GHz1.61,1.253GPS系統(tǒng)的組成全球定位系統(tǒng)(GPS)由三個(gè)主要部分組成空間部分：提供星歷和時(shí)間信息發(fā)射偽距和載波信號(hào)提供其它輔助信息地面控制部分：

中心控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步跟蹤衛(wèi)星進(jìn)行定軌用戶部分：

接收并測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)記錄處理數(shù)據(jù)提供導(dǎo)航定位信息2020/12/2123GPS系統(tǒng)的組成全球定位系統(tǒng)(GPS)由三個(gè)主要部分24顆衛(wèi)星(21+3)6個(gè)軌道平面55o軌道傾角2萬(wàn)km軌道高度(地面高度)12小時(shí)（恒星時(shí)）軌道周期5個(gè)多小時(shí)出現(xiàn)在地平線以上(每顆星)4GPS衛(wèi)星目前軌道上實(shí)際運(yùn)行的衛(wèi)星個(gè)數(shù)已經(jīng)超過(guò)了32顆2020/12/21324顆衛(wèi)星(21+3)4GPS衛(wèi)星目前軌道上實(shí)際運(yùn)行的衛(wèi)5GSP地面控制站一個(gè)主控站：科羅拉多?斯必靈司三個(gè)注入站：阿松森(Ascencion)

迭哥?伽西亞(DiegoGarcia)

卡瓦加蘭(kwajalein)五個(gè)監(jiān)測(cè)站=1個(gè)主控站+3個(gè)注入站+夏威夷(Hawaii)55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradosprings2020/12/2145GSP地面控制站一個(gè)主控站：科羅拉多?斯必靈司55Ha

6GPS用戶設(shè)備

GPS接收機(jī)導(dǎo)航型GSP接收機(jī)一般情況下無(wú)數(shù)據(jù)輸出的記錄存儲(chǔ)設(shè)備(手持機(jī))天線前置放大器電源部分射電部分微處理器數(shù)據(jù)存器顯示控制器供電信號(hào)信息命令數(shù)據(jù)供電，控制供電數(shù)據(jù)控制2020/12/2156GPS用戶設(shè)備GPS接收機(jī)導(dǎo)航型GSP接收機(jī)一

7GPS定位原理衛(wèi)星信號(hào)結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)頻率10.23MHZ

L11575.42MHZC/A碼

1.023MHZP?碼10.23MHZL21227.60MHZP?碼10.23MHZ

10

154

12050比特/S衛(wèi)星信息電文(D碼)每顆衛(wèi)星都發(fā)射一系列無(wú)線電信號(hào)(基準(zhǔn)頻率?

)兩種載波(L1和L2)兩種碼信號(hào)(C/A碼和P碼)一組導(dǎo)航電文(信息碼，D碼)2020/12/2167GPS定位原理衛(wèi)星信號(hào)結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)頻率L1L1載波相位觀測(cè)值L2載波相位觀測(cè)值調(diào)制在L1上的C/A-code偽距調(diào)制在L2上的P-code偽距2020/12/217L1載波相位觀測(cè)值2020/12/217

對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距

GPS定位的各種常用觀測(cè)量接收機(jī)對(duì)跟蹤的每一顆衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距地心SiPijPj

riRjRj=ri+Pij有關(guān)各觀測(cè)量及已知數(shù)據(jù)如下：r—為已知的衛(wèi)地矢量P—為觀測(cè)量(偽距)R—為未知的測(cè)站點(diǎn)位矢量2020/12/218對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距GPS定位的各種常用觀測(cè)量接收機(jī)對(duì)跟蹤的每距離觀測(cè)值的計(jì)算接收機(jī)至衛(wèi)星的距離借助于衛(wèi)星發(fā)射的碼信號(hào)量測(cè)并計(jì)算得到的接收機(jī)本身按同一公式復(fù)制碼信號(hào)比較本機(jī)碼信號(hào)及到達(dá)的碼信號(hào)確定傳播延遲時(shí)間

t傳播延遲時(shí)間乘以光速就得到距離觀測(cè)值=C?t衛(wèi)星鐘調(diào)制的碼信號(hào)接收機(jī)時(shí)鐘復(fù)制的碼信號(hào)

t

t2020/12/219距離觀測(cè)值的計(jì)算接收機(jī)至衛(wèi)星的距離借助于衛(wèi)星發(fā)射的碼信號(hào)量測(cè)單點(diǎn)定位結(jié)果的獲取單點(diǎn)定位解可以理解為一個(gè)測(cè)邊后方交會(huì)問(wèn)題衛(wèi)星充當(dāng)軌道上運(yùn)動(dòng)的控制點(diǎn)，觀測(cè)值為測(cè)站至衛(wèi)星的偽距(由時(shí)間延遲計(jì)算得到)由于接收機(jī)時(shí)鐘與衛(wèi)星鐘存在同步誤差，所以要同步觀測(cè)4顆衛(wèi)星，解算四個(gè)未知參數(shù)：緯度

,經(jīng)度

,大地高程h,鐘差

t2020/12/220單點(diǎn)定位結(jié)果的獲取單點(diǎn)定位解可以理解為一個(gè)測(cè)邊后方交會(huì)問(wèn)題28GPS定位的誤差源及誤差改正與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素SA(對(duì)精密星歷進(jìn)行加密）技術(shù)：人為的降低廣播星歷精度衛(wèi)星星歷（定軌）誤差衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差與傳播途徑有關(guān)的因素電離層延遲對(duì)流層延遲多路徑效應(yīng)與接收機(jī)有關(guān)的因素接收機(jī)鐘差接收機(jī)天線相位中心誤差接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差2020/12/2218GPS定位的誤差源及誤差改正與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素2028.1與衛(wèi)星自身有關(guān)的誤差8.1.1衛(wèi)星鐘誤差

衛(wèi)星上安置的原子鐘與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間存在的誤差。這些誤差會(huì)對(duì)偽碼測(cè)距和載波相位測(cè)量產(chǎn)生誤差。用二項(xiàng)式模擬衛(wèi)星鐘的鐘差能保證衛(wèi)星鐘與標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)間同步在20*10-9s之內(nèi)，由此引起的等效距離誤差不超過(guò)6m。若要進(jìn)一步削弱衛(wèi)星鐘殘差，可通過(guò)差分定位加以實(shí)現(xiàn)。2020/12/2228.1與衛(wèi)星自身有關(guān)的誤差8.1.1衛(wèi)星鐘誤差2020/8.1.2.衛(wèi)星星歷誤差是指廣播星歷參數(shù)或其他軌道信息所給出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星的實(shí)際位置之差。在一個(gè)觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)，衛(wèi)星星歷誤差是一種系統(tǒng)誤差。嚴(yán)重影響單點(diǎn)定位的準(zhǔn)確度，不可能通過(guò)多次重復(fù)觀測(cè)來(lái)消除。消除星歷誤差的方法有：1）建立衛(wèi)星觀測(cè)網(wǎng)獨(dú)立定位法；2)相對(duì)定位差分技術(shù)。2020/12/2238.1.2.衛(wèi)星星歷誤差2020/12/2238.1.3.地球自轉(zhuǎn)的影響GPS定位采用的是協(xié)議地球坐標(biāo)系(地心坐標(biāo)系），若某一刻衛(wèi)星從該瞬時(shí)空間位置向地面發(fā)射信號(hào)，當(dāng)?shù)孛娼邮諜C(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，與地球固連的協(xié)議坐標(biāo)系相對(duì)于衛(wèi)星發(fā)射瞬間的位置發(fā)生了旋轉(zhuǎn)。這樣，接收到的信號(hào)會(huì)有時(shí)間延遲。2020/12/2248.1.3.地球自轉(zhuǎn)的影響2020/12/2248.1.4.相對(duì)論效應(yīng)的影響相對(duì)論效應(yīng)是由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)速度和重力位影響時(shí)間頻率）不同而引起的衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘之間產(chǎn)生相對(duì)誤差的現(xiàn)象。在廣義相對(duì)論和狹義相對(duì)論的綜合影響下，衛(wèi)星鐘頻率的變化為：式中：C——真空中光速；g——地面重力加速度；am——地球平均半徑；Rs——衛(wèi)星軌道半徑經(jīng)過(guò)上述改正后仍有殘差，它對(duì)GPS時(shí)的影響最大可達(dá)70ns，對(duì)衛(wèi)星鐘速的影響可達(dá)0.001ns/n，對(duì)于精密定位仍不可忽略2020/12/2258.1.4.相對(duì)論效應(yīng)的影響2020/12/2258.2與傳播有關(guān)的誤差8.2.1.電離層折射誤差（一）基本概念電離層中電離氣體的電子密度呈非均勻分布，當(dāng)GPS信號(hào)通過(guò)時(shí)，信號(hào)的路徑會(huì)發(fā)生彎曲，傳播速度也會(huì)發(fā)生變化。所以用信號(hào)的傳播時(shí)間乘上真空中光速得到的距離就會(huì)不等于衛(wèi)星至接收機(jī)間的幾何距離，這種偏差稱為電離層折射誤差。該誤差在天頂方向最大可達(dá)50m，在接近地平線方向時(shí)則可達(dá)150m。電離層的影響必須加以改正，否則，會(huì)嚴(yán)重影響定位的準(zhǔn)確度。2020/12/2268.2與傳播有關(guān)的誤差8.2.1.電離層折射誤差2020/（二）電離層誤差的改正與消弱

1)單頻接收機(jī)，采用導(dǎo)航電文中提供的系數(shù)根據(jù)Klobuchar模型來(lái)減弱電離層誤差的影響。天頂方向的電離層延遲為其他參數(shù)均可從導(dǎo)航電文中獲得。對(duì)于非天頂方向的電離層延遲，可用下式進(jìn)行計(jì)算：Tg=(1／cosZ)T正，其中：z不是測(cè)站處信號(hào)的天頂距，而是衛(wèi)星信號(hào)和中心電離層交點(diǎn)處的天頂距。其他參數(shù)均可從導(dǎo)航電文中獲得。2020/12/227（二）電離層誤差的改正與消弱2020/12/227

2)雙頻接收機(jī)，利用無(wú)電離層組合(L，)消除電離層影響，無(wú)電離層組合公式為式中：ρ=f1/f2≈0.779,f1、f2—兩個(gè)波段的頻率；φ1、φ2—某GPS接收機(jī)在同一歷元測(cè)得的L1、L2兩個(gè)波段上的相位，經(jīng)GPS雙頻觀測(cè)改正后的距離殘差為厘米級(jí)。3)對(duì)于單頻和雙頻接收機(jī)都有效的方法是應(yīng)用站間差分。對(duì)于較短基線，兩個(gè)測(cè)站的觀測(cè)值空間相關(guān)性較強(qiáng)，而且對(duì)于同一顆衛(wèi)星的高度角也幾乎相同，可以利用站際差分的模式消除電離層的影響。2020/12/2282)雙頻接收機(jī)，利用無(wú)電離層組合(L，)消除電離層影響，8.2.2.對(duì)流層折射誤差（一）基本概念對(duì)流層為距地面高度40km以下的大氣層，其質(zhì)量約占整個(gè)大氣層質(zhì)量的99％。電磁波在其中的傳播速度與頻率和波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，與大氣的折射率和電磁波傳播方向有關(guān)。由于對(duì)流層折射的影響，當(dāng)天頂方向的對(duì)流層延遲約為2.3m，而仰角為10o時(shí)，對(duì)流層延遲將增加至約13m。2020/12/2298.2.2.對(duì)流層折射誤差2020/12/229（二）對(duì)流層誤差改正與消弱

目前采用的對(duì)流層折射改正模型有：霍普菲爾德(H．Hopfield)模型、薩斯塔莫寧(Saastamionen)模型、勃蘭克(Black)模型及東京天文臺(tái)的Chao模型。本文主要介紹廣泛采用的霍普菲爾德(H．Hopfield)模型，其公式如式中：E—衛(wèi)星的高度；ΔS—對(duì)流層折射改正，m。2020/12/230（二）對(duì)流層誤差改正與消弱2020/12/230減少對(duì)流層折射對(duì)電磁波延遲影響的措施主要有：采用對(duì)流層模型加以改正；引入描述對(duì)流層影響的附加待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中一并求得；利用同步觀測(cè)值求差；利用水氣輻射計(jì)直接測(cè)定信號(hào)傳播的影響。理論分析和實(shí)踐表明，上述方法中采用對(duì)流層模型，難以將對(duì)流層的影響減至92％～93％。而當(dāng)基線較短時(shí)，氣象條件穩(wěn)定，兩個(gè)測(cè)站的氣象條件相似，利用基線兩端同步觀測(cè)量求差，可以有效地減弱甚至消除大氣折射的影響。2020/12/231減少對(duì)流層折射對(duì)電磁波延遲影響的措施主要有：采用對(duì)流層模型加8.2.3.多路徑效應(yīng)（一）基本概念：經(jīng)接收機(jī)周圍某些物體表面反射后產(chǎn)生的信號(hào)與直接來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)疊加進(jìn)入接收機(jī)，使觀測(cè)值偏離真值，這就是所謂的多路徑誤差。由于多路徑的信號(hào)傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)被稱作多路徑效應(yīng)。2020/12/2328.2.3.多路徑效應(yīng)2020/12/232(二)多路徑效應(yīng)的改正多路徑效應(yīng)是一時(shí)空環(huán)境效應(yīng)，具有周期性，要減弱或消除多路徑效應(yīng)的影響，可通過(guò)以下幾個(gè)法：1)選擇較好的測(cè)站環(huán)境，避免有較強(qiáng)的反射面，如水面、光滑的地面及高層建筑物等；2)盡量選擇能抑制多路徑效應(yīng)的天線，如帶抑制圈的天線；3)由于多路徑誤差的大小和符號(hào)會(huì)隨著衛(wèi)星高度角的變化而變化，在靜態(tài)定位中可通過(guò)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間來(lái)減弱多路徑效應(yīng)的影響。2020/12/233(二)多路徑效應(yīng)的改正2020/12/2338.3.與接收設(shè)備有關(guān)的誤差8.3.1觀測(cè)誤差觀測(cè)誤差與GPS接收機(jī)的軟、硬件對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的觀測(cè)分辨力有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為觀測(cè)的分辨力誤差約為信號(hào)波長(zhǎng)的1％。還與天線的安裝誤差有關(guān)，即天線的置平與對(duì)中誤差和量取天線相位中心高度(天線高)的誤差。所以，在精密定位中，應(yīng)注意整平天線，仔細(xì)對(duì)中，盡量減少這種誤差的影響。2020/12/2348.3.與接收設(shè)備有關(guān)的誤差8.3.1觀測(cè)誤差2020/128.3.3天線相位中心位置偏差在GPS定位中，觀測(cè)值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)的，在理論上應(yīng)與其幾何中心保持一致，但實(shí)際上天線的相位中心位置隨信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向的不同而有所變化，即觀測(cè)時(shí)相位中心的瞬時(shí)位置(稱為視相位中心)與理論上的相位中心有所不同，這種差別即稱為天線相位中心的位置偏差。2020/12/2358.3.3天線相位中心位置偏差2020/12/2359GPS測(cè)量(1)采用載波相位觀測(cè)值衛(wèi)星廣播的電磁波信號(hào)：信號(hào)量測(cè)精度優(yōu)于波長(zhǎng)的1/100載波波長(zhǎng)(

L1=19cm,L2=24cm)比C/A碼波長(zhǎng)(C/A=293m)短得多所以，GPS測(cè)量采用載波相位觀測(cè)值可以獲得比偽距(C/A碼或P碼)定位高得多的測(cè)距精度L1載波L2載波C/A碼P-碼

p=29.3

m

L2=24

cm

L1=19c

m

C/A=293

m2020/12/2369GPS測(cè)量(1)采用載波相位觀測(cè)值衛(wèi)星廣播信號(hào)量測(cè)精可以消去衛(wèi)星鐘的系統(tǒng)偏差可以消去接收機(jī)時(shí)鐘的誤差PikPljPijPjPlkPkSlSi可以消去軌道(星歷)誤差的影響可以削弱大氣折射對(duì)觀測(cè)值的影響(2)組成星際站際兩次差分觀測(cè)值2020/12/237可以消去衛(wèi)星鐘的系統(tǒng)偏差PikPljPijPjPlkPkSl(3)設(shè)法解算出初始整周未知數(shù)測(cè)站對(duì)某一衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)值由三部分組成

(1)初始整周未知數(shù)n；(2)t0至ti時(shí)刻的整周記數(shù)Ci；(3)相位尾數(shù)

i如果信號(hào)沒(méi)有失鎖，則每一個(gè)觀測(cè)值包含同一個(gè)初始整周未知數(shù)n為了利用載波相位進(jìn)行定位，必須設(shè)法先解算出初始整周未知數(shù)，取得總觀測(cè)值n+Ci+

iTime(0)AmbiguityTime(i)AmbiguityCountedCyclesPhaseMeasurement2020/12/238(3)設(shè)法解算出初始整周未知數(shù)測(cè)站對(duì)某一衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)值(4)弄清楚初始整周未知數(shù)的確定與定位精度的關(guān)系精度m1.000.100.01整周未知數(shù)確定后整周未知數(shù)確定前經(jīng)典靜態(tài)定位00308058時(shí)間(分)如果無(wú)法準(zhǔn)確解出初始整周未知數(shù)，則定位精度難以優(yōu)于±1m隨著初始整周未知數(shù)解算精度的提高，定位精度也相應(yīng)提高一旦初始整周未知數(shù)精確獲得，定位精度不再隨時(shí)間延長(zhǎng)而提高經(jīng)典靜態(tài)定位需要30-80分鐘觀測(cè)才能求定初始整周未知數(shù)快速靜態(tài)定位將這個(gè)過(guò)程縮短到5-8分鐘(雙頻接收機(jī))快速靜態(tài)定位2020/12/239(4)弄清楚初始整周未知數(shù)的確定與定位精度的關(guān)系精度m1.0偽距差分這是應(yīng)用最廣的一種差分。在基準(zhǔn)站上，觀測(cè)所有衛(wèi)星，根據(jù)基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)和各衛(wèi)星的坐標(biāo)，求出每顆衛(wèi)星每一時(shí)刻到基準(zhǔn)站的真實(shí)距離。再與測(cè)得的偽距比較，得出偽距改正數(shù)，將其傳輸至用戶接收機(jī)，提高定位精度。這種差分，能得到米級(jí)定位精度，如沿海廣泛使用的“信標(biāo)差分”2020/12/240偽距差分這是應(yīng)用最廣的一種差分。在基準(zhǔn)站上，觀測(cè)所有衛(wèi)星，根載波相位差分載波相位差分技術(shù)又稱RTK(RealTimeKinematic)技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。載波相位差分可使定位精度達(dá)到厘米級(jí)，已經(jīng)大量應(yīng)用于需要點(diǎn)位高精度的動(dòng)態(tài)測(cè)量領(lǐng)域。2020/12/241載波相位差分載波相位差分技術(shù)又稱RTK(RealTime第二部分我國(guó)GPS測(cè)量的常用坐標(biāo)系1.WGS-84WGS-84坐標(biāo)是GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS發(fā)布的星歷參數(shù)都是基于此坐標(biāo)系的。WGS-84的橢球參數(shù)：a=6378137m1/f=298.2572235632.1954北京坐標(biāo)系1954北京坐標(biāo)系是目前我國(guó)使用比較廣泛的大地測(cè)量坐標(biāo)系，參考橢球是克拉索夫斯基橢球。其高程是以1956年黃海平均海水面為基準(zhǔn)。克拉索夫斯基橢球參數(shù)：a=6378245m1/f=298.32020/12/242第二部分我國(guó)GPS測(cè)量的常用坐標(biāo)系1.WGS-84203.1980西安坐標(biāo)系1980西安坐標(biāo)系是我國(guó)新建的大地測(cè)量坐標(biāo)系，參考橢球是IUGG1975橢球，其高程是以1956年黃海平均海水面為基準(zhǔn)。IUGG1975橢球參數(shù)：a=6378140m1/f=298.2572020/12/2433.1980西安坐標(biāo)系2020/12/243

GPS靜態(tài)定位主要用于建立各級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)為：定位精度高，其基線的相對(duì)精度非常高選點(diǎn)靈活、不需要造標(biāo)、費(fèi)用低全天候作業(yè)觀測(cè)時(shí)間短觀測(cè)處理自動(dòng)化第三部分GPS靜態(tài)定位在測(cè)量中的應(yīng)用1、GPS靜態(tài)定位的主要應(yīng)用領(lǐng)域2020/12/244GPS靜態(tài)定位主要用于建立各級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，其優(yōu)在15o截止高度角以上不存在障礙物周圍沒(méi)有反射面，不致引起多路徑效應(yīng)安全避開(kāi)過(guò)往行人和車輛，盡可能將接收機(jī)設(shè)置在毋須人員照看的地方附近不應(yīng)該有強(qiáng)輻射源(如無(wú)線電臺(tái)、電視發(fā)射天線等)可靠的電源供應(yīng)足夠的內(nèi)存容量正確的配置參數(shù)(觀測(cè)類型、記錄速率)檢查天線高和偏差儀器的正確檢測(cè)2、GPS測(cè)量前注意事項(xiàng)2020/12/245在15o截止高度角以上不存在障礙物2、GPS測(cè)量前注意事3、GPS布網(wǎng)方法

GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)，通常以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離誤差來(lái)表示的，其具體形式如下：=±a2+(b·d)2—距離中誤差(mm)a—固定誤差(mm)b—比例誤差系數(shù)(ppm)d—相鄰點(diǎn)的距離(Km)充分考慮建立GPS控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍采用分級(jí)布網(wǎng)的原則 GPS測(cè)量的精度標(biāo)準(zhǔn)2020/12/2463、GPS布網(wǎng)方法GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)，通常以網(wǎng)國(guó)家測(cè)繪局1992年制訂的我國(guó)第一部“GPS測(cè)量規(guī)范”將GPS的精度分為A—E五級(jí)(見(jiàn)下表)。其中A、B兩級(jí)一般是國(guó)家GPS控制網(wǎng)。C、D、E三級(jí)是針對(duì)局部性GPS網(wǎng)規(guī)定的。2020/12/247國(guó)家測(cè)繪局1992年制訂的我國(guó)第一部“GPS

坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。GPS點(diǎn)的高程應(yīng)使一定數(shù)量的GPS點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)重合或?qū)Σ糠諫PS點(diǎn)聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)。選點(diǎn)原則與點(diǎn)位標(biāo)志

2020/12/248坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)2020/12/248

GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的一般原則

應(yīng)通過(guò)獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。

應(yīng)盡量與原有地面控制網(wǎng)相重合，重合點(diǎn)一般不少于3個(gè)，且分布均勻。

應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點(diǎn)相重合，或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)。

點(diǎn)應(yīng)設(shè)在視野開(kāi)闊和容易到達(dá)的地方，聯(lián)測(cè)方向。

可在網(wǎng)點(diǎn)附近布設(shè)一通視良好的方位點(diǎn)，以建立聯(lián)測(cè)方向。根據(jù)GPS測(cè)量的不同用途，GPS網(wǎng)的獨(dú)立觀測(cè)邊均應(yīng)構(gòu)成一定的幾何圖形，基本形式有：三角形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)星形網(wǎng)2020/12/249GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的