GPS定位原理解析.ppt

GPS定位技术在工程技术中的应用 全球和国家大地控制网的建设 工程施工测量、精密监测中的应用 在通信工程、电力工程中的应用（时间） 在交通、监控、智能交通中的应用 在测绘中的应用 海陆空运动载体（车、船、飞机）导航 国家高精度GPS网 大坝外观变形GPS自动化监测系统 飞机导航 车辆监控系统 在测绘中的应用 GPS定位技术在工程技术中的应用 大桥安全监测 高层建筑物“风动”和沉降监测 海底电缆铺设 GPS定位技术在工程技术中的应用 GPS定位技术在军事技术中的应用 低空遥感卫星定轨 飞机、火箭的实时位置、轨迹确定 战场的精密武器时间同步协调指挥 火炮瞄准 卫星定轨 飞机、战车、火箭的定位导航 GPS定位技术在其它领域的应用 在娱乐消遣、体育运动中的应用 动物跟踪 GPS用于精细农业 GPS手表 动物跟踪 GPS用于精细农业 与其他导航定位系统联合导航定位 与地理信息系统GIS、遥感RS等组成一个综合应用系统，即“3S”集成技术 (四) GPS应用未来发展趋势 [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 * 28 * 29 * * * * 32 * * * * * * * * * * 6. GPS的数据处理 数据传输 基线向量解算 闭合环检核(同步环和异步环) 重复基线检核 WGS-84自由网平差和三维约束平差 二维约束平差(在C80或C54坐标系) 高程拟合 7. GPS高程拟合 测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统、正常高系统 大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到参考椭球面的垂直距离。大地高也称为椭球高，一般用H 表示。 正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到大地水准面的垂直距离，一般用符号Hg 表示。 正常高系统是以似大地水准面为基准面的高程系统。某点的正常高是该点到似大地水准面的垂直距离 高程系统间的转换 Ellipsoid h P Topography H Geoid N 似大地水准面到参考椭球面 的距离称为高程异常，似大地水准面不规则，造成了各地高程异常值的不确定性。 GPS高程拟合的方法 在国内一般适用高程拟合法求水准高。 已知点为一个 把已知点上的高程异常改正到其它点上去 已知点为两个 定义了高程平差面，此平面沿着直线方向前进 已知点为三个 定义了高程平差面 多于三个 二次曲面拟合定义了曲面 二、实时动态测量（ RTK）的工作原理 1、实时动态测量（ RTK）的工作原理 RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体(称为流动站)上，基准站和流动站同一时间、接收同一组GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。 　2、 RTK的系统组成　　 我们以美国天宝导航有限公司生产的4800GPS双频接收机为例介绍RTK系统组成。　　天宝RTK系统由两部分组成，如图所示。 1）基准站组成和作用 RTK系统基准站由基准站GPS接收机及卫星接收天线、无线电数据链电台及发射天线、直流电源等组成，如图所示。 其作用为流动站提供差分所需要的观测值和已知点基准参数信息 2） RTK流动站的组成和作用 　　流动站的UHF电台接收基准站的信号，同时也接收相同的卫星信号，用配备的控制器进行实时解算。 　　流动站数据链电台的功率为2W，其电源和卫星接收机共用，不需另配电池。 　　基准站GPS接收机与电台之间的数据传输波特率为38400，电台与流动站GPS接收机之间的数据传输波特率为4800，流动站中的UHF数据链电台与流动站GPS接收机之间的数据传输波特率为38400。 3、RTK野外操作方法 因轨道误差、钟差、电离层折射及对流层折射的影响在实际的数据处理中一般采用双差观测值方程来解算。具体操作程序如下： 1）流动站的初始化 即运动载体处于静止状态时与地面基准站一起通过“初始化”来确定整周模糊度，然后运动载体开始运动，进行定位。 载体在运动过程中接收机必须保持对卫星信号的连续跟踪，一旦信号失锁又无法修复时，就需要重新进行初始化。 2) 调试数据链 GPS-RTK作业能否顺利进行，关键因素是无线电数据链的稳定性和