第二章地图的测量基础17讲义.ppt

GPS的组成 1.空间星座 GPS：由24颗卫星组成，分布在20 200 km高空6个等间隔的轨道上。 一般情况下可见到6～8颗，全天在地球上任何地点都能进行GPS 定位。 GLONASS：由24颗工作卫星和3颗备份卫星组成，均匀地分布在3个近圆形的轨道面上，每个轨道面8颗卫星，轨道高度19 100 km。 GALILEO：星座由30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为2.3万km的3个轨道面上，星座包括27颗工作卫星，另加3颗备份卫星。 北斗一号：卫星导航试验系统： 由4颗卫星组成，具备中国及其周边地区的导航定位及通讯能力。 北斗卫星导航系统：(BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System) —— 中国自主研发、独立运行、正在建设中的全球卫星导航系统。2012年，系统具备覆盖亚太地区的服务能力；2020年前后，整个系统将具备覆盖全球的定位、导航和授时服务能力。 2004年成功将第三颗“北斗一号”导航定位卫星送上太空。两颗分别于2000年10月31日和12月21日发射升空。 “北斗一号”与GPS和GLONASS 使用范围不同：“北斗一号”是区域卫星导航系统，只能用于中国及其周边地区；而GPS和GLONASS都是全球导航定位系统，在全球的任何一点，只要卫星信号未被遮蔽或干扰，都能接收到三维坐标。 卫星数量和轨道不同：“北斗”是3颗，位于高度近3.6万Km的地球同步轨道。 GPS和GLONASS 是24颗，位于2万Km高度，分别在6个和3个轨道面上。 定位原理不同：“北斗”是用户先发射需定位的信号，通过卫星转发至地面控制中心，控制中心解算出位置后再通过卫星转发给用户；而GPS和GLONASS只需要接收4个卫星的位置信息，由自己解算出三维坐标。“北斗”本身是两维导航系统，仅靠2颗星的观测量尚不能定位，观测量的取得及定位解算均在地面中心站进行，卫星和用户机需具有转发或收发信号功能，这实际上也就具有了一定的通信功能。 2.地面监控部分 监控站 主控站 注入站 2.地面监控部分 注入站又称地面天线站，主要任务是通过一台直径为3．6m的天线，将来自主控站的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。注入站现有3个，分别设在印度洋的迭哥加西亚、南太平洋的卡瓦加兰和南大西洋的阿松森群岛。 2.地面监控部分 夏威夷设有一个监测站。主要任务是连续观测和接收所有GPS卫星发出的信号并监测卫星的工作状况，将采集到的数据连同当地气象观测资料和时间信息经初步处理后传送到主控站。 地面监控系统除主控站外均由计算机自动控制，勿需人工操作。各地面站间由现代化通讯系统联系，实现了高度自动化和标准化。 3.用户设备部分 GPS接收机 GPS数据处理软件 微处理机及终端设备 GPS的应用 主要体现在GPS卫星定位和导航：静态定位和动态定位。在飞机、轮船、车辆上广泛应用的导航就是一种广义上的动态定位。 GPS在大地测量领域主要完成了： 建立和维持了全球统一的地心坐标系统。 在局部大地网之间进行了联测和转换。 与水准测量、重力测量相结合，研究与精化大地水准面。 测量全球性的地球动力参数——四维大地测量。 建立新的城市、矿山等控制测量系统。 我国在20世纪末已建立了国家高精度GPS-A级网、B级网和高精度GPS测量控制网，进行海岛与陆地的GPS联测。 国家高精度GPS网 　 (二)高程控制网： 是在全国范围内按统一规范，由一系列经统一和精确测定高程的水准点所组成的网，构成国家高程控制网，即由青岛水准原点起，用水准测量方法进行逐点传算；分一、二、三、四等，逐级建立；各级精度不一，一等点最精确。是全国测定其他所有地面点高程的控制基础。高程控制点通常分水准点和埋石点二种 高程起算基准面： 黄海平均海水面 1985国家高程：72.260 4 m 1956年黄海高程：72.289 m 国家水准原点：山东青岛 设后视A尺读数为a ，前视B尺读数为b ，则A、B两点高差为 hAB=a-b 高差法：HB=HA+hAB 视线高法： HB=(HA+a)-b 建立高程控制网的方法，主要由水准测量来完成。 1、水准测量方法：是借助仪器所提供的水平视线来测定两点间的高差。 水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度可分为DS05、DSl、DS3和DSl0等四个等级 高程点距水准点较远或高差很大时，就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。 2、三角高程测量方法：是根据三角原理求得两点间高差的一种方法。(如图)： 三角高程测量的精度低于水准测量 ，在地面通行条件特殊困难，难以实施水准测量的