GPS测量的原理与应用教案探析.ppt

GPS测量的 原 理与应 用;基 本 原 理 ; GPS基础教程;与 传 统 的 陆 上 测 量 技 术 相 比 GPS 具 有 许 多 优 势 传 统 大 地 测 量 技 术 依 赖 于 测 站 点 至 目 标 点 的 通 视 情 况 如 果 视 线 方 向 有 障 碍 物， 则 必 须 绕 道 测 量 一 般来说 传 统 方 式 的 距 离 测 量 被 限 制 在 5 Km 左 右 气 候 因 素 限 制 着 传 统 测 量 的 运 作。如 雾，雨 等; 不 受 气 候 条 件 的 限 制 无 须 通 视 要 求 可 进 行 高 精 度 大 地 测 量 能 实 现 全 天 候 测 量 运 作 省 时 省 力 经 济 效 益 明 显 坐 标 系 统 通 用 应 用 领 域 广 泛 具 有 竞 争 力 的 价 格 ;GPS 系 统 的 完 善 受 控 于美 国 国 防 部 GPS 系 统 可 提 供 精 确 导 航 导 航 精 度 约 为 10 - 20 m 全 球 信 号 覆 盖 24 小 时 工 作 服 务 普 通 座 标 系 统 中 的 测 量 工作 计 划 用 GPS 系 统 取 代 现 有 的 导 航 系 统 GPS 系 统 可 应 用 于 民 用 及军 事 领 域;控 制 部 分 1 个 主 控 站 5 个 监 控 站; 空 间 部 分 ;24颗卫星(21+3) 6个轨道平面 55o轨道倾角 20200km轨道高度(地面高度) 12小时(恒星时)轨道周期 5个多小时出现在地平线以上(每颗星) 目前在轨实际运行的卫星个数已经超过32颗; 控 制 部 分 ;5 地面控制站; 距 离 测 定 原 理 ;Xll;Xll;Xll;我 们 必 定 在 以 R1 为 半 径 的 球 面 的 某 个 点 上;2 个 球 面 相 交 成 一 个 圆 弧 点 位 被 限 制 在 一 曲 线 上;3 个球面相交成一个点 3 个距离段可以确定纬度，经度，和高程 点 的 空 间 位 置 被 确 定;卫 星 可 被 看 作 是 在 固 定 的 轨 道 上 运 动 空 中 观 测 目 标 每 颗 卫 星 播 发 独 立 的 时 间 码 进 行 距 离 测 量 常 规 GPS 接 收 仪 内 置 较 为 廉 价 的 钟，这 些 钟 的 计 时 精度 比 卫 星 上 内 置 钟 的 精 度 低 得 多 无 线 电 电 波 以 光 速 传 播 ( 距 离 = 光 速 x 时 间) 设 想 一 下 接 收 仪 上 钟 的 误 差 对 距 离 测 定 的 影 响 1/10 秒 的 测 时 误 差 将 引 起 30,000 Km 的 距 离 误 差 1/1,000,000 秒 的 测 时 误 差 将 引 起 300 m 的 距 离 误 差;4 段 距 离 解 决 了 纬 度，经 度，高 程 和 时 间 四 个 未 知 数 这 就 类 似 于 测 边 交 会 问 题 的 解 决 原 理; GPS 的 信 号 结 构 ; 测 距 码 伪 距 测 定 ;D = c ?T????N; 点 位 测 定 ;P = 正确位置;+/- 100m (95%); 点 位 测 定 ;－－GPS定位的误差源;如 何 提 高 GPS的测 量 精 度 ?; 差 分 定 位 技 术 ;伪 距 差 分 测 量 精 度 可 达 0.5m - 5 m 此 种 测 量 形 式 一 般 称 为 DGPS;RTD测量原理图;;如 果 使 用 载 波 差 分 或 同 时 使 用 载 波 差分 及 伪 距 差 分 则 定位 精 度 可 达 5 - 10 mm + 1ppm;　　　常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real - time kinematic)方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值，相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;发射电台;时间 (0);精度 (m);一 种 描 述 纯 粹 因 卫 星 几 何 因 素 对 定 点 精 度 的 影 响 精 度 因 子 指 出 在 测 量 时 被 跟 踪 卫 星 几 何 结 构 上 的 强 度 GDOP (Geometrical) ?? 括 经 度, 纬 度, 高 程 和 时 间 等 因 子，