《实用GPS测量数据处理教程》.pdf

测量员网 http://www.SurM 实用GPS 测量数据处理教程 武汉测绘科技大学 地球科学与测量工程学院 测量员网（SurM ）收集整理 1 测量员网 http://www.SurM 概述 全球定位系统（Global Positioning System-GPS ）作为新一代的卫星导航定位系统，经过二十多年的发展，已 发展成为一种被广泛采用的系统，它的应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想，目前，它在 航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有的领域中，都被作为一项非常重要的技术手 段和方法，用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。 作为较早采用 GPS 技术的领域，在测量中，它最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等 级的测量控制网；现在，它除了继续在这些领域发挥着重要作用外，还在测量领域的其它方面得到充分的应用， 如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。尤其 是在各种类型的测量控制网的建立这一方面，GPS 定位技术已基本上取代了常规测量手段，成为了主要的技术手 段。现在，在我国采用 GPS 技术布设了新的国家大地测量控制网，很多城市也都采用 GPS 技术建立了城市控制 网。 为了使大家能充分了解和掌握利用 GPS 定位技术建立控制网的基本原理和方法，本书将围绕着利用 GPS 定 位技术布设控制网的全过程，介绍在布网过程中所设及到的大量理论与技术问题，内容将包括从技术设计、外业 观测、基线解算、直到网平差和提交成果进行验收等各个环节，具体有以下一些内容： GPS 定位原理 在这一部分里，将简要介绍 GPS 系统和 GPS 定位的基本原理。如果读者已对此有较全面的了解，可以跳过 此部分。 坐标系、基准和坐标系统 介绍在采用 GPS 布设控制网时常用的坐标系统及各坐标系统间的转换关系。 GPS 静态定位在测量中的应用 介绍 GPS 静态定位在测量中的主要应用方式及作业步骤。 技术设计 介绍在布设 GPS 网时，进行技术设计的作用、原则和内容。 布网方法 介绍 GPS 网的类型和布网方法。 GPS 基线解算 介绍基线解算的原理、步骤、精化处理方法和质量控制方法。 GPS 基线向量网平差 介绍 GPS 网平差的类型、原理、步骤和质量控制方法。 GPS 高程 介绍采用 GPS 进行测定高程的方法。 技术总结 介绍布设 GPS 网时，技术总结的作用和内容。 本书的目的是使读者能够了解 GPS 数据处理的基本原理和过程，掌握布设 GPS 网及数据处理的方法，因此 全书侧重于方法的介绍，对于理论问题未做过多叙述，对于这些问题，读者若感兴趣，可阅读其它有关书籍1 。 1 本书附录中将提供一些参考文献，供读者选读。 2 第0章 GPS 定位原理概述 第1节 GPS 的组成 GPS （Global Positioning System ）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统， 用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高 精度的时间传递和高精度的精密定位。 GPS 计划始于 1973 年，已于 1994 年进入完全运行状态(FOC2) 。GPS 的整个系统由空间部分、地面控制部分 和用户部分所组成： 空间部分 GPS 的空间部分是由24 颗 GPS 工作卫星所组成，这些 GPS 工作卫星共同组成了 GPS 卫星星座，其中 21 颗 为可用于导航的卫星，3 颗为活动的备用卫星3 。这24 颗卫星分布在 6 个倾角为 55°的轨道上绕地球运行。卫 星的运行周期约为 12 恒星时。每颗 GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS 用户正是利用这些信号 来进行工作的。