建筑工程测量第二版课件教学课件 ppt 作者 周建郑 主编16GSP全球卫星定位系统简介.ppt

建筑工程测量 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 第十六章 GPS全球卫星定位系统简介 第一节 GSP定位系统的建立 全球定位系统(Global Positioning System- GPS)； 美国国防部研制； 全球性、全天候、连续的卫星无线电导航系统； 在1994年3月28日全面建成； 提供实时的三维位置、三维速度和高精度的时间信息。 GPS的英文全称是 Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System 简称GPS，有时也被称作NAVSTAR/GPS。 GPS发展简史： 　　方案论证（1974～1978） 　　系统论证（1979～1987） 　　生产实验（1988～1993） 总投资超过300亿美元。 整个系统组成：卫星星座、地面控制和监测站、用户设备。 （一）GPS卫星星座 GPS卫星的发射情况 GPS工作卫星的主体呈圆柱形，直径为1.5m，在轨重量为843.68kg，两侧安装有4片拼接成的双叶太阳能电池翼板，总面积为7.2㎡，设计寿命为7.5年。 GPS卫星 作用： 接收、存储导航电文 生成用于导航定位的信号（测距码、载波） 发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文） 接受地面指令，进行相应操作 主要设备 太阳能电池板 原子钟（2台铯钟、2台铷钟） 信号生成与发射装置 地面监控部分 （Ground Segment） 组成 主控站：1个 监测站：5个 注入站：3个 通讯与辅助系统 GPS的地面监控部分 主控站（1个） 作用： 注入站（3个） 作用： 在主控站的控下，将主控站编算的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等，注入到相应的卫星存储系统，并监测注入信息的正确性。 监测站（5个） 作用： 对GPS卫星进行连续观测，以采集数据和监测卫星的工作状况，经计算机初步处理后，将数据传输到主控站。 四、GPS现代化 GPS现代化的主要目的军民分离，强化军用。 其政策是 ①保护战区内的美方军用； ②防止敌方开拓GPS军用； ③保护战区外的GPS民用。 已知数据：卫星瞬时位置 观测数据：卫星至接收机天线相位中心的距离 待求值：地面点（接收机所处位置的）的三维位置 GPS测量定位方法分类 定位模式 绝对定位（单点定位） 相对定位 差分定位 定位时接收机天线的运动状态 静态定位－天线相对于地固坐标系静止 动态定位－天线相对于地固坐标系运动 获得定位结果的时效 事后定位 实时定位 观测值类型 伪距测量 载波相位测量 一、静态定位与动态定位 　静态定位是指GPS接收机在进行定位时，待定点的位置相对其周围的点位没有发生变化，其天线位置处于固定不动的静止状态。 　　　动态定位是指在定位过程中，接收机位于运动着的载体上，天线也处于运动状态的定位，动态定位是用GPS信号实时地测得运动载体的位置。 二、单点定位和相对定位 1.单点定位 定义 单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法 定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标 采用广播星历时属WGS-84 采用IGS – International GPS Service精密星历时为ITRF – International Terrestrial Reference Frames 特点 优点：一台接收机单独定位，观测简单，可瞬时定位 缺点：精度主要受系统性偏差的影响，定位精度低 应用领域 低精度导航、资源普查、军事... 2.相对定位 定义 确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。 定位结果 与所用星历同属一坐标系的基线向量（坐标差）及其精度信息 采用广播星历时属WGS-84 采用IGS – International GPS Service精密星历时为ITRF – International Terrestrial Reference Frame 基线向量中含有：2个方位基准（一个水平方法，一个垂直方位）和1个尺度基准，不含有位置基准 特点 优点：定位精度高 缺点： 多台接收共同作业，作业复杂 数据处理复杂 不能直接获取绝对坐标 应用 高精度测量定位及导航 相对定位的类型 静态定位 普通静态定位 快速静态定位 动态定位 动态定位中整周未知数的确定 实时动态定位（RTK – Real Time Kinematic） 三、用GPS定位的基本方法 1.卫星射电干涉测量 2.多普勒定位法 3.伪距定位法 4.载波相位测量 第三节 GPS定位测量的设计 一、GPS定位测量的技术设计 GPS测量的技术设计是进行GPS定位的基本工作，它是依据国家有关规范及GPS网的用途、用户的要求等对测量工作的网形、精度及