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2. GPS的常用坐标系 WGS--84世界大地坐标系： 原点是地球的质心 Z轴指向国际时间局BIH1984.0定义的协议地球北极（CTP）方向 X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP相对应的赤道的交点 Y轴垂直于ZOX平面且与Z、X轴构成右手坐标系 3.GPS定位原理 (X ,Y，Z) ρ1 ρ2 ρ3 (x1 ,y1，z1) (x2 ,y2，z2) (x3 ,y3，z3) 利用三个以上卫星的已知空间位置，交会出地面未知点（用户接收机）的位置。 测距的方法 码相位(伪距法)测距 测量载波相位差测距 ρ12 = (X - X1)2 + (Y - Y1)2 + (Z - Z1)2 ρ22 = (X – X2)2 + (Y – Y2)2 + (Z – Z2)2 ρ32 = (X – X3)2 + (Y – Y3)2 + (Z – Z3)2 通过导航电文解译出三颗卫星的坐标，通过测量求出三颗卫星到测站的距离ρ，用距离交会即可求出测站点的坐标（X , Y，Z）。 4.伪距测量与载波相位测量 （1）伪距测量 伪距法定位——在某一时刻，由GPS接收机测出其到四颗以上GPS卫星的伪距，根据已知的卫星位置，采用距离交会的方法求接收机天线所在点的三维坐标。 伪距——由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量测距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及无线电通过电离层和对流层中的延迟，实际测出的距离??与卫星到接收机的几何距离?有一定的差值，因此一般称量测出的距离为伪距。 用C/A码进行测量的伪距为C/A码伪距；用P码进行测量的伪距为P码伪距。 GPS采用的单程测距原理，它不同于电磁波测距仪中的双程测距。这就要求卫星时钟与接收机时钟要严格同步。但实际上，两者难于严格同步，因此存在不同步误差，另外，测距码在大气中传播还受到大气电离层折射及大气对流层的影响，产生延迟误差。因此，测距码所求得距离值并非真正的站星几何距离，习惯上称其为“伪距”。 由于卫星钟差、电离层折射和大气对流的影响，可以通过导航电文中所给的有关参数加以修正，而接收机的钟差却难以预先准确地确定，所以把接收机的钟差当作一个未知数，与测站坐标一起解算。这样，在一个观测站上要解出4个未知参数，即3个点位坐标分量和1个钟差参数，所以至少同时观测4颗卫星。 伪距法定位的优缺点 1)定位速度快。 2)无多值性问题。 3)可作为载波相位测量中整波数不确定问题（模糊度）的辅助资料。 4)一次定位精度不高，（P码定位误差约为10 m，C/A码定位误差约为 20～30 m）。 （2）载波相位测量 波长：L1 信号的波长为19.03 cm。 L2 信号的波长为24.42 cm。 载波相位测量属于非码信号测量系统 优点：把载波作为量测信号，对载波进行相位测量可以达到很高的精度，目前可达到1～2mm。 缺点：载波信号是一种周期性的正弦信号，相位测量只能测定不足一个波长的小数部分，无法测定其整波长个数。因而存在着整周数的不 确定性问题，使解算过程比较复杂。 （1）静态定位：待定点的位置在观测过程中固定不变。 （2）动态定位：待定点在运动载体上，观测过程中是 变化的。 （3）实时定位：一边接收卫星信号一边进行计算，获 得目前所处的位置、速度及时间等信息。 （4）后处理定位：把卫星信号记录在一定的介质上， 回到室内统一进行数据处理。 一般来说，静态定位用户多采用后处理，动态定位用户采用实时处理或后处理。 5. GPS定位方法 GPS绝对定位(单点定位)：它是利用一台接收机观测卫星，独立地确定出自身在WGS－84地心坐标系的绝对位置。 这一位置在WGS－84坐标系中是唯一的，所以称为绝对定位。因为利用一台接收机能完成定位工作，又称为单点定位。 绝对定位的优点是只需一台接收机即可独立定位，外业观测的组织和实施比较方便，数据处理比较简单；缺点是定位精度低，受各种误差的影响比较大，只能达到米级。 GPS卫星 接收GPS定位信号 GPS 工作原理——单点定位示意图 单点定位结果的获取 单点定位解可以理解为一个后方交会问题 卫星充当轨道上运动的控制点，观测值为测站至卫星的伪距（由时延值推算得到） 由于接收机时钟与卫星钟存在同步误差 所以要同步观测4颗卫星，解算四个未知参数：精度? ,经度? ,高程 h , 钟差?t GPS相对定位：它是利用不同地点的接收机同步跟踪相同的GPS卫星信号，确定若干台接收机之间的相对位置。 它的测量是相对于某一已知点的位置，而不是在WGS