GPS单点定位的应用.PPT

GPS全球定位系統 GPS全球定位系統講題 GPS簡介 GPS的基本架構 21顆衛星＋3顆備用衛星 6個軌道面 軌道面傾角為55度 各軌道面有4或5顆衛星 軌道高度為20200公里 繞地球一周約需11時58分 GPS的基本架構 GPS衛星(7) GPS衛星的主要功能 GPS衛星的主要功能如下： 接收和儲存地面監控站發來的導航訊息。 接收並執行地面監控站的控制指令。 利用衛星上設置的微處理機，進行部份必要的數據處理。 利用高精度的原子鐘產生基準訊號，並提供精密的時間標準。 向用戶連續發送導航定位訊息。 接收地面主控站透過注入站發送給衛星的調度命令，如調整姿態角或啟用備用原子鐘等。 控制部份 監控站種類及分佈 主控站的功能 監測站的功能 天線站的功能 GPS控制部份與衛星之作業流程 主控站的功能 搜集數據 搜集匯整各監測站傳送來的所有衛星資料及監測站本身的各項資料。 計算導航訊息 根據所蒐集的資料計算每一顆衛星的導航電文訊息，並編制成一定的格式傳送至天線站。 診斷狀態 監視地面監控系統及衛星是否正常運作。 調度衛星 當衛星偏離正常軌道太遠或某顆衛星失效時，主控站可以修正衛星軌道或調度備用衛星。 監測站的功能 無人值守的數據自動採集中心。 設備： 1台雙頻接收儀 1台原子鐘 1台電子計算機 數台環境數據傳感器 功能 將接收的衛星訊號和搜集到的氣象資料做初步計算處理，在將處理後數據傳給主控站，為主控站編纂導航電文提供可靠的數據。 天線站的功能 無人值守的工作站。 設備： 3.66m拋物面天線 1台S波段發射機 1台電子計算機 功能 將主控站編纂好的各衛星導航電文或其他指令以既定的方式注入衛星的儲存器中，供衛星向用戶廣播。 GPS控制部份與衛星之作業流程 GPS的定位過程 GPS的定位方式 由於GPS衛星軌道是人為事先設計的，在任何時間都可以得知其天空的位置。換句話說，對定位測量而言，GPS衛星是我們放置在天空的動態已知點。 按定位時GPS接收儀所處的狀態，可以將GPS定位分為靜態測量和動態測量兩類。 若依GPS接收儀的數量而言，可以將GPS定位分成單點定位(一部接收儀)和相對定位(兩部接收儀以上)兩種方式。 不論是靜態測量或動態測量都可以採單點定位或相對定位方式進行。 定位誤差 差分定位的意義 GPS定位的系統誤差種類 系統誤差的消除方法 GPS定位方法的分類 單點定位(Point Positioning) GPS單點定位的應用 自然資源調查 森林區域 灌溉渠分佈 漁業資源分佈 濕地保育 地質調查 GPS單點定位的應用 都市計畫及公共工程資料庫 輸配電設施 公路設計線 大眾運輸系統 都市建設計畫 GPS單點定位的應用 環境研究調查 污染控制 水質採樣 生物相記錄 相對定位(Relative Positioning) GPS相對定位的種類 靜態相對定位－基線測量 即時動態測量(RTK) 即時動態測量(RTK) RTK系統主站配線圖 VRS-RTK 即時動態定位原理 1. 控制及計算中心利用基準站連續的觀測資料及精確坐標，建立區域性改正參數（ACP）資料庫 2. 移動站利用行動數據傳技術將NMEA格式位置資訊（通常為單點定位坐標）登錄於e-GPS控制及計算中心 3. 控制及計算中心依移動站單點定位坐標進行系統誤差內插計算，並結合最近基準站實際觀測資料組成VBS 虛擬觀測資料後，以RTCM格式回傳至移動站 4. 在移動站衛星接收儀進行”超短基線” RTK定位解算 何謂 VBS-RTK即時動態定位技術 ? VBS - RTK 移動站並非接收某個實際基準站的實際觀測資料，而是經過定位誤差修正的虛擬觀測數據；也就是RTK主站，並不是實際存在的實體主站，而是在移動站附近產生一個經過人為加工的虛擬化主站，這種網路化的定位技術稱爲虛擬基準站即時動態定位技術，簡稱VBS-RTK VBS-RTK 即時動態定位原理 控制及計算中心利用基準站連續的觀測資料及精確坐標，建立區域性改正參數（ACP）資料庫 移動站利用行動數據傳技術將NMEA格式位置資訊（通常為單點定位坐標）登錄於e-GPS控制及計算中心 控制及計算中心依移動站單點定位坐標進行系統誤差內插計算，並結合最近基準站實際觀測資料組成VBS 虛擬觀測資料後，以RTCM格式回傳至移動站 在移動站衛星接收儀進行”超短基線” RTK定位解算 GPS 衛星定位基準網 93年度規劃臺灣北部地區計 23 處基準站(已連線22處) 94年度規劃臺灣南部地區計 20處基準站(已連線18處) 95年度規劃加密臺灣本島及各離外島地區計37處基準站 (已連線16處) （註：並非全數基準站均納入VBS-RTK定位解算） e-GPS 衛星定位基準網 (部分備