全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 1.GPS（ Global Positioning System）簡(jiǎn)介 即全球定位系統(tǒng)，是由美國建立的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測(cè)速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和高精度的精密定位。 GPS 計(jì)劃始于 1973 年，已于 1994 年進(jìn)入完全運(yùn)行狀態(tài)。 GPS 的整個(gè)系由空間部分、地面控制部分和用戶部分所組成： 1.1 GPS 系統(tǒng)的組成 空間部分： 提供星歷和時(shí)間信息 發(fā)射偽距和載表信號(hào) 提供其它輔助信息 地面控制部分： 中心控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步 跟蹤衛(wèi)星進(jìn)行定軌 用戶部分 ： 接收并測(cè)衛(wèi)星信號(hào) 記錄處理數(shù)據(jù) 提供導(dǎo)航定位信息 空間部分 24顆衛(wèi)星（ 21+3） 6個(gè)軌道平面 55軌道傾角 20200km軌道高度（地面高度） 12小時(shí)（恒星時(shí)）軌道周期 5個(gè)多小時(shí)出現(xiàn)在地平線以上（每顆星） 1.2 GPS定位測(cè)量特點(diǎn) 一、 GPS特點(diǎn)： 1 、定位精度高 應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明， GPS相對(duì)定位精度在 50KM以內(nèi)可達(dá) ， 100-500KM可達(dá) ， 1000KM可達(dá) 。在 300-1500m工程精密定位中， 1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面位置誤差小于 1mm。 2 、觀測(cè)時(shí)間短 隨著 GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前， 20KM以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需 15-20 分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在 15KM以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀 測(cè)時(shí)間只需 1-2分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)只需幾秒鐘。 3、 測(cè)站間無須通視 4 、可提供三維坐標(biāo) 經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同方法分別施測(cè)。 GPS可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 目前 GPS水準(zhǔn)可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度。 610710 9105、 操作簡(jiǎn)便 隨著 GPS接收機(jī)不斷改進(jìn)，自動(dòng)化程度越來越高，有的已達(dá)“傻瓜化”的程度；接收機(jī)的體積 越來越小，重量越來越輕，極大地減輕測(cè)量工作者的工作緊張程度和勞動(dòng)強(qiáng)度。 使野外工作變得輕松愉快。 6、全天候作業(yè) 目前 GPS觀測(cè)可在一天 24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行 ,不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響。 7、功能多、應(yīng)用廣 GPS系統(tǒng)不僅可用于測(cè)量、導(dǎo)航，還可用于測(cè)速、測(cè)時(shí)。測(cè)速的精度可達(dá) 0.1M/S，測(cè)時(shí)的精度可達(dá)幾十毫微秒。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 1.3 GPS 定位的誤差源 （ 1）與 GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素 SA政策 美國政府從其國家利益出發(fā)，通過降低廣播星歷精度、在 GPS 基準(zhǔn)信號(hào)中加入高頻抖動(dòng)（技術(shù)）等方法，人為降低普通用戶利用 GPS 進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)的精度。 衛(wèi)星星歷誤差 在進(jìn)行 GPS 定位時(shí)，計(jì)算在某時(shí)刻 GPS 衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計(jì)算出的衛(wèi)星位置都會(huì)與其真實(shí)位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。 衛(wèi)星鐘差 衛(wèi)星鐘差是 GPS 衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時(shí)與 GPS 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之間的誤差。 衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差 衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差是 GPS 衛(wèi)星上信號(hào)發(fā)射天線的標(biāo)稱相位中心與其真實(shí)相位中心之間的差異。 電離層延遲 由于地球周圍的電離層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得 GPS 信號(hào)的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。電磁波所受電離層折射的影響與電磁波的頻率以及電磁波傳播途徑上電子總含量有關(guān)。 對(duì)流層延遲 由于地球周圍的對(duì)流層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得 GPS 信號(hào)的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對(duì)流層延遲。電磁波所受對(duì)流層折射的影響與電磁波傳播途徑上的溫度、濕度和氣壓有關(guān)。 多路徑效應(yīng) 由于接收機(jī)周圍環(huán)境的影響，使得接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)中還包含有各種反射和折射信號(hào)的影響，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。 （ 2）與傳播途徑有關(guān)的因素 （ 3）與接收機(jī)有關(guān)的因素 接收機(jī)鐘差 接收機(jī)鐘差是 GPS 接收機(jī)所使用的鐘的鐘面時(shí)與 GPS 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的差異。 接收機(jī)天線相位中心偏差 接收機(jī)天線相位中心偏差是 GPS 接收機(jī)天線的標(biāo)稱相位中心與其真實(shí)的相位中心之間的差異。 接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差 在進(jìn)行 GPS 定位時(shí)，定位結(jié)果還會(huì)受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影響。 （ 4）其它 GPS 控制部分人為或計(jì)算機(jī)造成的影響 由于 GPS 控制部分的問題或用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)引入的誤差等。 數(shù)據(jù)處理軟件的影響 數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對(duì)定位結(jié)果的影響。 2 坐標(biāo)系、基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng) 2.1 坐標(biāo)系 測(cè)量的基本任務(wù)就是確定物體在空間中的位置、姿態(tài)及其運(yùn)動(dòng)軌跡。而對(duì)這些特征的描述都是建立在某一個(gè)特定的空間框架和時(shí)間框架之上的。所謂空間框架就是我們常說的坐標(biāo)系統(tǒng)，而時(shí)間框架就是我們常說的時(shí)間系統(tǒng)。 空間直角坐標(biāo)系 空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)系原點(diǎn)位于參考橢球的中心， Z 軸指向參考橢球的北極， X 軸指向起始子午面與赤道的交點(diǎn)， Y 軸位于赤道面上，且按右手系與 X 軸呈 90 夾角。某點(diǎn)在空間中的坐標(biāo)可用該點(diǎn)在此坐標(biāo)系的各個(gè)坐標(biāo)軸上的投影來表示。 空間大地坐標(biāo)系 空間大地坐標(biāo)系是采用大地經(jīng)、緯度和大地高來描述空間位置的。緯度是空間的點(diǎn)與參考橢球面的法線與赤道面的夾角，經(jīng)度是空間中的點(diǎn)與參考橢球的自轉(zhuǎn)軸所在的面與參考橢球的起始子午面的夾角，大地高是空間點(diǎn)沿參考橢球的法線方向到參考橢球面的距離。 平面直角坐標(biāo)系 平面直角坐標(biāo)系是利用投影變換，將空間坐標(biāo)（空間直角坐標(biāo)或空間大地坐標(biāo)）通過某種數(shù)學(xué)變換映射到平面上，這種變換又稱為投影變換。投影變換的方法有很多，如UTM 投影、 Lambert 投影等，在我國采用的是高斯 -克呂格投影，也稱為高斯投影 。 2.2 基 準(zhǔn) 所謂基準(zhǔn)是指為描述空間位置而定義的點(diǎn)、線、面，在大地測(cè)量中，基準(zhǔn)是指用以描述地球形狀的參考橢球的參數(shù)，如參考橢球的長(zhǎng)、短半軸，以及參考橢球在空間中的定位及定向，還有在描述這些位置時(shí)所采用的單位長(zhǎng)度的定義。 2.3 GPS 測(cè)量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng) WGS-84 坐標(biāo)系是目前 GPS 所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)， GPS 所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。 WGS-84 坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心， Z 軸指向 BIH1984.0 定義的協(xié)議地球極方向， X 軸指向BIH1984.0的零子午面和赤道的交點(diǎn)， Y 軸與 X 軸和 Z 軸構(gòu)成右手系。 1954 年北京坐標(biāo)系 1954 年北京坐標(biāo)系是我國目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系 ,采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球，遺憾的是，該橢球并未依據(jù)當(dāng)時(shí)我國的天文觀測(cè)資料進(jìn)行重新定位，而是由前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)的一等鎖，經(jīng)我國的東北地區(qū)傳算過來的，該坐標(biāo)系的高程異常是以前蘇聯(lián) 1955 年大地水準(zhǔn)面重新平差的結(jié)果為起算值，按我國天文水準(zhǔn)路線推算出來的，而高程又是以 1956 年青島驗(yàn)潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn)。 克拉索夫斯基橢球參數(shù)同現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)的差異較大，并且不包含表示地球物理特性的參數(shù)，因而給理論和實(shí)際工作帶來了許多不便。 橢球定向不十分明確，橢球的短半軸既不指向國際通用的 CIO 極， 也不指向目前我國使用的 JYD 極。參考橢球面與我國大地水準(zhǔn)面呈西高東低的系統(tǒng)性傾斜，東部高程異常達(dá) 60余米，最大達(dá) 67米。 該坐標(biāo)系統(tǒng)的大地點(diǎn)坐標(biāo)是經(jīng)過局部分區(qū)平差得到的，因此，全國的天文大地控制點(diǎn)實(shí)際上不能形成一個(gè)整體，區(qū)與區(qū)之間有較大的隙距，如在有的接合部中，同一點(diǎn)在不同區(qū)的坐標(biāo)值相差 1-2 米，不同分區(qū)的尺度差異也很大，而且坐標(biāo)傳遞是從東北到西北和西南，后一區(qū)是以前一區(qū)的最弱部作為坐標(biāo)起算點(diǎn)，因而一等鎖具有明顯的坐標(biāo)積累誤差。 1954 年北京坐標(biāo)系存在著很多缺點(diǎn) 1980 年西安大地坐標(biāo)系 1978 年，我國決定重新對(duì)全國天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)，整體平差在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)就是 1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。 1980 年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個(gè)幾何和物理參數(shù)采用了IAG 1975 年的推薦值，橢球的短軸平行于地球的自轉(zhuǎn)軸（由地球質(zhì)心指向 1968.0 JYD 地極原點(diǎn)方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國境內(nèi)符合最好，高程系統(tǒng)以 1956 年黃海平均海水面為高程起算基準(zhǔn)。 高程系統(tǒng) *一）、大地高系統(tǒng) H 大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。 *二）、正高系統(tǒng) Hg 正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng) 。 某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離 ， 正高用符號(hào) Hg表示 。 *三 ） 、 正常高 H 正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng) 。 某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離 ， 正常高用 H 表示 。 大 地 水 準(zhǔn) 面參 考 橢 球 面似 大 地 水 準(zhǔn) 面地 球 表 面HgHhgH高程系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離 ， 稱為大地水準(zhǔn)面差距 ，記為 hg 。 大地高與正高之間的關(guān)系可以表示為： H=Hg+hg 似大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離 ，稱為高程異常 ， 記為 。 大地高與正常高之間的關(guān)系可以表示為： H= H + 大 地 水 準(zhǔn) 面參 考 橢 球 面似 大 地 水 準(zhǔn) 面地 球 表 面HgHhgH高程異常 或大地水準(zhǔn)面差距 hg的確定方法 1、 等值線圖法 從高程異常圖或大地水準(zhǔn)面差距圖分別查出各點(diǎn)的高程異?；虼蟮厮疁?zhǔn)面差距 ， 然后分別采用下面兩式可計(jì)算出正常高和正高 。 正常高 : H = H- 正高： Hg=H-hg 2、 地球模型法 地球模型法本質(zhì)上是一種數(shù)字化的等值線圖，目前國際上較常采的地球模型有 EGM96、OSU91A等。帶入經(jīng)緯度坐標(biāo)即可得到 或 hg 。 2.4采用載波相位觀測(cè)值 發(fā)自衛(wèi)星 的電磁波 信號(hào)： 信號(hào)量測(cè)精度優(yōu)于波長(zhǎng)的 1/100 載波波長(zhǎng)（ L1=19cm, L2=24cm)比 C/A碼波長(zhǎng) (C/A=293m)短得多 所以， GPS測(cè)量采用載波相位觀測(cè)值可以獲得比偽距（ C/A碼或 P碼）定位高得多的成果精度，同時(shí)消除掉由于電離層效應(yīng)而引起的延遲誤差。 L1載波 L2載波 C/A碼 P-碼 p=29.3 m L2=24 cm L1=19c m C/A=293 m 組成星際站際兩次差分觀測(cè)值 可以消去衛(wèi)星鐘的系統(tǒng)偏差 可以消去接收機(jī)時(shí)鐘的誤差 Pik Plj Pij Pj Plk Pk Sl Si 可以消去軌道（星歷）誤差的影響 可以削弱大氣折射對(duì)觀測(cè)值的影響 載波相位差分原理 載波相位差分 GPS的方法分為兩類：修正法和差分法。前者與偽距差分相同，基準(zhǔn)站將載波相位修正值發(fā)送給用戶站，以改正其載波相位，從而解算坐標(biāo)。 后者將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶臺(tái)，用戶臺(tái)結(jié)合來自衛(wèi)星的載波相位求差解算坐標(biāo)。 3 GPS測(cè)量的設(shè)計(jì)與實(shí)施 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) GPS測(cè)量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編 寫 GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施 GPS測(cè)量的作業(yè)模式 數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測(cè)成果的質(zhì)量 技術(shù)總結(jié)與上交資料 3.1.1 GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù) GPS布網(wǎng)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集的技術(shù)依據(jù)主要是 GPS測(cè)量規(guī)范和測(cè)量任務(wù)書 。 二者同時(shí)也是數(shù)據(jù)處理等后續(xù)工作的技術(shù)依據(jù) 。 一、測(cè)量任務(wù)書 測(cè)量任務(wù)書是測(cè)量施工單位上級(jí)主管部門下達(dá)的技術(shù)文件。這種技術(shù)文件是指令性文件，它規(guī)定了測(cè)量任務(wù)的范圍和目的，進(jìn)度和密度的要求，完成任務(wù)并上交成果資料的項(xiàng)目和時(shí)間安排以及完成測(cè)量任務(wù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 二、 GPS測(cè)量規(guī)范 是國家測(cè)繪主管部門或行業(yè)部門制定的技術(shù)法規(guī)。主要有： 2001年國家測(cè)繪局頒布的 全球定位系統(tǒng)（ GPS）的測(cè)量規(guī)范 1998年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程 各部委根據(jù)本部門 GPS工作的實(shí)際情況制定的其他 GPS測(cè)量規(guī)程和細(xì)則。 3.1 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) 3.1.2 GPS網(wǎng)的精度 、 密度設(shè)計(jì) 1、 精度設(shè)計(jì) 對(duì)于 GPS網(wǎng)的精度要求 ， 主要取決于網(wǎng)的用途和定位技術(shù)所能達(dá)到的精度 。 精度指標(biāo)通常是以相臨點(diǎn)間弦長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)差來表示 ， 即 22()a b d 式中 GPS基線向量的弦長(zhǎng)中誤差 ， mm； GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中的固定誤差 ， mm； b GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù) ，ppm； d GPS衛(wèi)星定位網(wǎng)中相臨點(diǎn)間的距離 ， km。 a級(jí)別 平均距離 （ km） 固定誤差 a（ mm） 比例誤差 b（ ppmD） AA 1000 3 0.01 A 300 5 0.1 B 70 8 1 C 10 15 10 5 D 5 10 10 10 E 0.2 5 10 20 規(guī)范規(guī)定的 GPS測(cè)量精度分級(jí)（一） 等級(jí) 平均距離 （ km） a （ mm） b （ ppmD） 最弱邊相對(duì)中誤差 二 9 10 2 1/12萬 三 5 10 5 1/8萬 四 2 10 10 1/4.5萬 一級(jí) 1 10 10 1/2萬 二級(jí) 1 15 20 1/1萬 規(guī)程規(guī)定的 GPS測(cè)量精度分級(jí)（二） 注：當(dāng)邊長(zhǎng)小于 200m時(shí) ， 邊長(zhǎng)中誤差應(yīng)小于 20mm。 2、 GPS點(diǎn)的密度標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 和 規(guī)程 對(duì) GPS網(wǎng)中兩相臨點(diǎn)間距離視其需要作出了規(guī)定：相鄰點(diǎn)間最小距離應(yīng)為平均距離的 1/2 1/3；最大距離應(yīng)為平均距離的 2 3倍 。 規(guī)程 還規(guī)定 ， 特殊情況下 ，個(gè)別點(diǎn)的間距還允許超出表中規(guī)定 。 3.1.3 GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì) GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括位置基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)。 在基準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮： 1、為求定 GPS點(diǎn)在地面坐標(biāo)系的坐標(biāo)，應(yīng)在地面坐標(biāo)系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測(cè)原有地方控制點(diǎn)若干，用以坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（ 2個(gè)點(diǎn)）。 2、為保證 GPS網(wǎng)進(jìn)行約束平差后坐標(biāo)精度的均勻性以及減少尺度比誤差影響，對(duì) GPS網(wǎng)內(nèi)重合的高等級(jí)國家控制點(diǎn)，除未知點(diǎn)聯(lián)結(jié)圖形觀測(cè)外，對(duì)它們也要適當(dāng)?shù)臉?gòu)成長(zhǎng)邊圖形。 3、 GPS網(wǎng)經(jīng)平差計(jì)算后 ,可以得到 GPS點(diǎn)在地面參照系中的大地高 ,為求得 GPS點(diǎn)的正常高 ,可根據(jù)具體情況聯(lián)測(cè)高程點(diǎn) ,聯(lián)測(cè)的高程點(diǎn)需 均勻分布 于網(wǎng)中 ,對(duì)丘陵或山地應(yīng)按高程擬和曲面的要求進(jìn)行布設(shè) 4、新建 GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系應(yīng)盡量與測(cè)區(qū)過去采用的坐標(biāo)系統(tǒng)一致 ,如果采用地方或工程坐標(biāo)系 ,一般還應(yīng)注意 （ 1）所采用的參考橢球；（ 2）坐標(biāo)系 的中央子午線經(jīng)度；（ 3）縱、橫坐標(biāo)加常數(shù)；（ 4）坐標(biāo)系投影面高程及測(cè)區(qū)平均高程異常值；（ 5）起算點(diǎn)的坐標(biāo)值 . 3.1.4 GPS圖形設(shè)計(jì) 網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)，雖然主要決定于用戶的要求，但是有關(guān)經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和人力的消耗以及所需接收設(shè)備的類型、數(shù)量和后勤保障條件等，也都與網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)有關(guān)。對(duì)此應(yīng)當(dāng)充分加以顧及，以期在滿足用戶要求的條件下，盡量減少消耗。 一 、 為了用戶的利益 ， GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則： （ 1） GPS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)際需要和交通狀況 ， 作業(yè)時(shí)的衛(wèi)星狀況 ， 預(yù)期達(dá)到的精度 ， 成果的可靠性以及工作效率 ， 按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行 。 （ 2） GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形 ，例如一個(gè)或若干個(gè)獨(dú)立觀測(cè)環(huán) ， 或者附合路線形式 ， 以增加檢核條件 ， 提高網(wǎng)的可靠性 。 （ 3） GPS網(wǎng)的點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求通視 ， 但應(yīng)考慮常規(guī)測(cè)量方法加密時(shí)的應(yīng)用 ， 每點(diǎn)應(yīng)有一個(gè)以上通視方向 。 （ 4） 在可能條件下 ， 新布設(shè)的 GPS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的GPS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)；新布設(shè)的 GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與地面原有控制網(wǎng)點(diǎn)相聯(lián)接 ， 聯(lián)接處的重合點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于三個(gè) ， 且分布均勻 ， 以便可靠地確定 GPS網(wǎng)與原有網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù) 。 （ 5） GPS網(wǎng)點(diǎn) ， 應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程 。 C級(jí)網(wǎng)每隔 36點(diǎn)聯(lián)測(cè)一個(gè)高程點(diǎn) ， D和 E級(jí)網(wǎng)視具體情況確定聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù) 。 A和 B級(jí)網(wǎng)的高程聯(lián)測(cè)分別采用三 、 四等水準(zhǔn)測(cè)量的方法； C至 E級(jí)網(wǎng)可采用等外水準(zhǔn)或與其精度相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行 。 3.1.5 GPS基線向量網(wǎng)的布網(wǎng)形式 GPS網(wǎng)常用的布網(wǎng)形式有以下幾種：跟蹤站式、會(huì)戰(zhàn)式、多基準(zhǔn)站式、同步圖形擴(kuò)展式、單基準(zhǔn)站式。 1、跟蹤站式： 1）、布網(wǎng)形式：若干臺(tái)接收機(jī)長(zhǎng)期固定安放在測(cè)站上，進(jìn)行常年、不間斷的觀測(cè)，即一年觀測(cè) 365天，一天觀測(cè) 24小時(shí)，這種觀測(cè)方式很象是跟蹤站，因此，這種布網(wǎng)形式被稱為跟蹤站式。 2）、特點(diǎn)：由于在采用跟蹤站式的布網(wǎng)形式布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，接收機(jī)在各個(gè)測(cè)站上進(jìn)行了不間斷的連續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量大，而且在處理采用這種方式所采集的數(shù)據(jù)時(shí)，一般采用精密星歷，因此，采用此種形式布設(shè)的 GPS網(wǎng)具有很高的精度和框架基準(zhǔn)特性。 每個(gè)跟蹤站為保證連續(xù)觀測(cè)，一般需要建立專門的永久性建筑即跟蹤站，用以安置儀器設(shè)備，這使得這種布網(wǎng)形式的觀測(cè)成本很高。 此種布網(wǎng)形式一般用于建立 GPS跟蹤站（ AA級(jí)網(wǎng)），對(duì)于普通用途的 GPS網(wǎng)，由于此種布網(wǎng)形式觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、成本高，故一般不被采用。 2、會(huì)戰(zhàn)式 1）、布網(wǎng)形式 在布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)，一次組織多臺(tái) GPS接收機(jī)，集中在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，所有接收機(jī)在若干天的時(shí)間里分別在同一批點(diǎn)上進(jìn)行多天、長(zhǎng)時(shí)段的同步觀測(cè)，在完成一批點(diǎn)的測(cè)量后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行相同方式的觀測(cè)，直至所有的點(diǎn)觀測(cè)完畢，這就是所謂的會(huì)戰(zhàn)式的布網(wǎng)。 2）、特點(diǎn) 采用會(huì)戰(zhàn)式布網(wǎng)形式所布設(shè)的 GPS網(wǎng)，因?yàn)楦骰€均進(jìn)行過較長(zhǎng)時(shí)間、多時(shí)段的觀測(cè)，所以可以較好地消除 SA等因素的影響，因而具有特高的尺度精度。此種布網(wǎng)方式一般用于布設(shè) A、 B級(jí)網(wǎng)。 3、多基準(zhǔn)站式 1）布網(wǎng)形式：所謂多基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)形式就是有若干臺(tái)接收機(jī)在一段時(shí)間里長(zhǎng)期固定在某幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，這些測(cè)站稱為基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)的同時(shí)，另外一些接收機(jī)則在這些基準(zhǔn)站周圍相互之間進(jìn)行同步觀測(cè)。 2）、特點(diǎn)：采用多基準(zhǔn)站式的 布網(wǎng)形式所布設(shè)的 GPS網(wǎng)，由于在各個(gè)基準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，因此，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個(gè) GPS網(wǎng)的骨架。另外一方面，其余的進(jìn)行了同步觀測(cè)的接收機(jī)間除了自身間有基線向量相連外，它們與各個(gè)基準(zhǔn)站之間也存在有同步觀測(cè)，因此，也有同步觀測(cè)基線相連，這樣可以獲得更強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)。 4、同步圖形擴(kuò)展式 1）、布網(wǎng)形式：所謂同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式，就是多臺(tái)接收機(jī)在不同測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)后，又遷移到其它的測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，每次同步觀測(cè)都可以形成一個(gè)同步圖形，在測(cè)量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個(gè)公共點(diǎn)相連，整個(gè) GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。 2）、特點(diǎn)：同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式具有擴(kuò)展速度快，圖形強(qiáng)度較高，且作業(yè)方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。同步圖形擴(kuò)展式是布設(shè) GPS網(wǎng)時(shí)最常用的一種布網(wǎng)形式。 同步圖形擴(kuò)展式的作業(yè)方式具有作業(yè)效率高，圖形強(qiáng)度好的特點(diǎn)，它是目前在 GPS測(cè)量中普遍采用的一種布網(wǎng)形式，在本書中將著重介紹此種布網(wǎng)形式。 *3）、采用同步圖形擴(kuò)展式布設(shè) GPS基線向量網(wǎng)時(shí)的觀測(cè)作業(yè)方式主要以下幾種式：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式、混連式。 （ 1）點(diǎn)連式 所謂點(diǎn)連式就是在觀測(cè)作業(yè)時(shí)，相鄰的同步圖形間只通過一個(gè)公共點(diǎn)相連。這樣，當(dāng)有 3臺(tái)儀器共同作業(yè)時(shí)，每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段，就可以測(cè)得 2個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測(cè)觀測(cè)了 n個(gè)時(shí)段后，就可以最多測(cè)得 2n個(gè)新點(diǎn)。 特點(diǎn)：點(diǎn)連式觀測(cè)作業(yè)方式的優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)效率高，圖形擴(kuò)展迅速；它的缺點(diǎn)是圖形強(qiáng)度低，如果連接點(diǎn)發(fā)生問題，將影響到后面的同步圖形。 （ 2） 邊連式 觀測(cè)作業(yè)方式：所謂邊連式就是在觀測(cè)作業(yè)時(shí)，相鄰的同步圖形間有一條邊（即兩個(gè)公共點(diǎn)）相連。這樣，當(dāng)有 3臺(tái)儀器共同同作業(yè)時(shí)，每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段，就可以測(cè)得 1個(gè)新點(diǎn)，當(dāng)這些儀器觀測(cè)觀測(cè)了 n個(gè)時(shí)段后