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09 November 1999 Geodesy Workshop 09 November 1999 Geodesy Workshop NIMA/PSOMAS GPS在测量中的应用 1、GPS在大地控制测量中的应用 GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。我们一般将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网。 归纳起来，大致可以将GPS网分为两大类，一类是全球或全国性的高精度GPS网。另一类是区域性的GPS网，包括城市或矿区GPS网，GPS工程网等。 GPS在大地控制测量中的应用 (1)全球或全国性的高精度GPS网 作为大地测量的科研任务是研究地球形状及其随时间的变化，因此建立全球覆盖的坐标系统一的高精度大地控制网是大地测量工作者多年来一直梦寐以求的。 由于VLBI、SLR技术的设备昂贵且非常笨重，所以直到GPS技术逐步完善的今天才使全球覆盖的高精度GPS网得以实现，从而建立起高精度的（1－2cm）全球统一的动态坐标框架，为大地测量的科学研究和相关地学研究打下了坚实的基础。 GPS在大地控制测量中的应用 (2)区域性GPS大地控制网 所谓区域GPS网是指国家C、D、E级GPS网或专为工程项目布测的工程GPS网。由于GPS技术的优点，建立区域性大地控制网的手段已基本被GPS技术取代。就其作用而言分为 A、建立新的地面控制网 B、检核和改善已有地面网 C、对已有的地面网进行加密； D、拟合区域大地水准面 GPS测量外业观测 GPS测量外业观测 GPS在精密工程测量及变形监测中的应用 （1）隔河岩水库大坝外观变形GPS自动化监测系统 隔河岩水库位于湖北省长阳县境内，是清江中游的一个水利水电工程－隔河岩水电站。隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统于1998年3月投入运行，系统由数据采集、数据传输、数据处理三大部分组成。 GPS相对定位也叫差分GPS定位，是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置（坐标差）。 相对定位时，用两台接收机分别安置在基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。同样，多台接收机安置在若干条基线的端点，通过同步观测GPS卫星可以确定多条基线向量。在一个端点坐标已知的情况下，可以用基线向量推求另一待定点的坐标。 相对定位是目前GPS定位中精度最高的一种定位方法。 相对定位方法概述 绝对定位可根据天线所处的状态分为动态绝对定位和静态绝对定位。无论动态还是静态，绝对定位所依据的观测量都是所测的站星伪距。动态定位将在后面的导航部分讲述。 静态绝对定位可以根据伪距观测量或载波相位观测量来进行。 静态绝对定位 利用伪距观测量进行静态绝对定位时，通过连续地在不同历元观测不同的卫星，测定卫星到观测站的伪距，获得充分的多余观测量，然后利用伪距测量的观测方程进行求解。 首先将伪距观测方程线性化，展开后进行解算并求定误差。 利用伪距进行静态绝对定位 应用载波相位进行静态绝对定位，其精度高于用伪距进行静态绝对定位。 在载波相位静态绝对定位中，应注意对观测值加入电离层、对流层等各项改正，防止和修复整周跳变，以提高定位精度。整周未知数解算后，不再为整数，可将其调整为整数，解算出的观测站坐标称为固定解，否则称为实数解。载波相位静态绝对定位解算的结果可以为相对定位的参考站（或基准站）提供较为精密的起始坐标。 利用载波相位观测量进行静态绝对定位 为了评价定位结果，在导航学中，一般采用有关精度因子（精度衰减因子、精度系数、精度弥散）DOP（Dilution Of Precision）的概念。 在实践中，根据不同要求，可选用不同的精度评价模型和相应的精度因子，通常有： ※平面位置精度因子HDOP(horizontal DOP) ※高程精度因子VDOP(Vertical DOP) ※空间位置精度因子PDOP(Position DOP) ※接收机钟差精度因子TDOP(Time DOP) ※几何精度因子GDOP(Geometric DOP)，描述空间位置误差和时间误差综合影响的精度因子 定位精度的评价 相对定位也分静态定位和动态定位。安置在基线端点的接收机固定不动，通过连续观测，取得充分的多余观测数据，改善定位精度。 静态相对定位一般均采用载波相位观测值（或测相伪距）为基本观测量 。 静态相对定位 T1 T2 S1 S2 S3 S4 在两个观测站或多个观测站同步观测相同卫星的情况下，卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等对观测量的影响具有一定的相关性，利用这些观测量的不同组合（求差）进行相对定位，可有效地消除或减弱相关误差地影响，从而提高相对定位的精度。 静态相对定位 GPS载波相位观测值可以在卫星间