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第六章 GPS定位原理及应用简介 第二章 水准测量 一、GPS的定义及历史 1．定义 全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。 2．GPS的产生与发展——由TRANSIT到GPS 1957年10月第一颗人造地球卫星上天，电子导航应运而生 利用多普勒频移原理1964年建成子午卫星导航定位系统(TRANSIT)。 美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用。 经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。 二、GPS的组成 GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户GPS接收机三部分组成。 1、空间部分由21颗工作卫星和3颗备用卫星。 2、地面控制部分。 3、用户接收机部分 GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。 大地型接收机又分单频型和双频型。 图片：导航型GPS机 图片：大地型GPS接收机 三、GPS定位方法分类 （1）绝对/单点定位(point positioning)——确定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。 （2）相对定位(relative positioning)——确定确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法。 四、GPS的后处理测量方法 1．静态测量(static surveying) （1）方法：将几台GPS接收机安置在基线端点上，保持固定不动，同步观测4颗以上卫星。可观测数个时段，每时段观测十几分钟至1小时左右。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。 （2）用途 是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、工程测量。 （3）精度 可达到（3mm+1ppm） 2．动态测量(kinematic surveying) （1）方法：先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第1点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15km。 （2）用途：适用于精度要求不高的碎部测量等。 （3）精度：可达到（10mm+1ppm） 图形：相对定位模式 五、GPS实时动态定位（RTK）方法 1．RTK(real-time kinematic)工作原理及方法 与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。 2．RTK用途：适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量。 3．作业范围：目前一般为10km左右。 4．精度：可达到（10mm+1ppm） * * GPS卫星图片1 截止2004年3月为止，在轨卫星共29颗，星号为1－11，13 －18，20－31。目前，GPS星座已真正实现全球覆盖，不再有盲区，全天24小时任何时间都能精密定位。 GPS卫星图片2 Colorado springs 55 Hawaii Ascencion Diego Garcia kwajalein 1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。 手持型GPS机 单频机 双频机 静态相对定位模式 流动站 动态相对定位模式 基准站 *