全球定位系統(tǒng) 恢復(fù)

全球定位系統(tǒng)引言定位系統(tǒng)水太深，而我們只有一節(jié)課的時(shí)間，注定我只能在岸邊走走；雖然這是大四，雖然這是選修課，雖然這是選修課里的一節(jié)學(xué)生討論課，但我們五個(gè)人的小組還是力爭不把它作為垃圾時(shí)間而做一些垃圾?？赡苤皇腔咏虒W(xué)的一個(gè)形式，可這個(gè)形式對我很重要。溫馨提醒：請大家注意講稿中的有關(guān)名詞或原理，說不定哪一天它還會回來找你的！不求狂×酷×××天，只求低調(diào)奢華有內(nèi)涵全球定位系統(tǒng)一、概述二、GPS衛(wèi)星定位基礎(chǔ)三、GPS定位基本原理四、GPS定位誤差分析五、GPS數(shù)據(jù)處理六、GPS測量的技術(shù)與實(shí)施七、GPS接收機(jī)八、GPS定位技術(shù)在測量工程中的其他應(yīng)用與發(fā)展一、概述概念：具有海陸空進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位功能的新一帶衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)

(1)全球，全天候工作。

(2)能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置、速度和精密時(shí)間，不受天氣的影響。

(3)定位精度高：采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。

(4)功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，GPS不僅在測量、導(dǎo)航、測速、測時(shí)等方面取得更廣泛的應(yīng)用．而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。GPS實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段：第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段。從1973年到1979年，共發(fā)射了4顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段。從1979年到1984年，又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了各種用途的接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明，GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段。1989年2月4日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功，表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段。1993年底實(shí)用的GPS網(wǎng)即(21+3)GPS星座已經(jīng)建成，今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星。在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月,航天飛機(jī)升空,共同給列為20世紀(jì)“三大航天工程”.GPS發(fā)展歷程衛(wèi)星定位系統(tǒng)最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國的子午儀系統(tǒng)(TRANSIT)，1958年研制．1964年正式投入使用。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較少(5～6顆)，運(yùn)行高度較低(平均1000km)，從地面站觀測到衛(wèi)星的時(shí)間間隔較長(平均1．5h)，因而它無法提供連續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航，而且精度較低。為滿足軍事部門和民用部門對連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求，1973年美國國防部制定了GPS計(jì)劃。俄羅斯繼承前蘇聯(lián)的GLONASS系統(tǒng)1976年組建，由衛(wèi)星、地面測控站和用戶設(shè)備三部分組成，目前的系統(tǒng)由21顆工作星和3顆備份星組成，分布于3個(gè)軌道平面上，每個(gè)軌道面有8顆衛(wèi)星，軌道高度1萬9000公里，運(yùn)行周期11小時(shí)15分，現(xiàn)由俄羅斯運(yùn)營。中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是繼美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)目前已經(jīng)發(fā)射了10顆衛(wèi)星，于2012年覆蓋亞太地區(qū)，2020年擴(kuò)充為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。歐盟1999年初正式推出“伽利略”計(jì)劃，部署新一代定位衛(wèi)星。該方案由27顆運(yùn)行衛(wèi)星和3顆預(yù)備衛(wèi)星組成，可以覆蓋全球，位置精度達(dá)幾米，亦可與美國的GPS系統(tǒng)兼容，總投資額為35億歐元。目前已經(jīng)發(fā)射三顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，未提供服務(wù)。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國際委員會為聯(lián)合國的一個(gè)非正式機(jī)構(gòu)。其目的是促進(jìn)與民用衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、正時(shí)和增值服務(wù)有關(guān)的問題及各種全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容性和互通性問題的合作和發(fā)展。其他國家定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)的組成GPS系統(tǒng)由三部分組成空間部分地面控制部分用戶設(shè)備部分GPS的空間部分GPS的空間部分的組成GPS衛(wèi)星星座6個(gè)軌道面平均軌道高度20200km軌道傾角55周期11h58min（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球-衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前4min重復(fù)一次）GPS衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)星座：21+321顆正式的工作衛(wèi)星+3顆活動的備用衛(wèi)星保證在每天24小時(shí)的任何時(shí)刻，在高度角15以上，能夠同時(shí)觀測到4顆以上衛(wèi)星當(dāng)前星座：28顆GPS衛(wèi)星的地面軌跡GPS衛(wèi)星作用：接收、存儲導(dǎo)航電文生成用于導(dǎo)航定位的信號（測距碼、載波）發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號（采用雙相調(diào)制法調(diào)制在載波上的測距碼和導(dǎo)航電文）接受地面指令，進(jìn)行相應(yīng)操作其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測核暴等。主要設(shè)備太陽能電池板原子鐘（2臺銫鐘、2臺銣鐘）信號生成與發(fā)射裝置GPS衛(wèi)星（續(xù)）類型試驗(yàn)衛(wèi)星：BlockⅠ工作衛(wèi)星：BlockⅡBlockⅡ：存儲星歷能力為14天，具有SA和AS地能力BlockⅡA（Advanced）：衛(wèi)星間可相互通訊，存儲星歷能力為180天，SV35和SV36帶有激光反射棱鏡BlockⅡR（Replacement/Replenishment）：衛(wèi)星間可相互跟蹤相互通訊BlockⅡF（FollowOn）：新一代的GPS衛(wèi)星,增設(shè)第三民用頻率地面監(jiān)控系統(tǒng)由均勻分布的5個(gè)監(jiān)控站、一個(gè)主控站和三個(gè)注入站構(gòu)成。該系統(tǒng)的功能是：對空間衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測、控制，并向每顆衛(wèi)星注入更新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。主控站監(jiān)控站

主控站接收各監(jiān)控站的GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)控站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)上述各類數(shù)據(jù)，完成以下幾項(xiàng)工作：

·及時(shí)編算每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文并傳送給注入站。

·控制和協(xié)調(diào)監(jiān)控站間、注入站間的工作，檢驗(yàn)注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)給了GPS用戶系統(tǒng)。

·診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)，改變偏離軌道的衛(wèi)星位置及姿態(tài)，調(diào)整備用衛(wèi)星取代失效衛(wèi)星。

主控站

接受主控站送達(dá)的各衛(wèi)星導(dǎo)航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛(wèi)星。

用GPS接收系統(tǒng)測量每顆衛(wèi)星的位距和距離差，采集氣象數(shù)據(jù)，并將觀測數(shù)據(jù)傳送給主控點(diǎn)。5個(gè)監(jiān)控站均為無人守值的數(shù)據(jù)采集中心。監(jiān)控站注入站GPS的用戶部分組成用戶接收設(shè)備接收設(shè)備GPS信號接收機(jī)其它儀器設(shè)備GPS信號接收機(jī)組成天線單元帶前置放大器接收天線接收單元信號通道存儲器微處理器輸入輸出設(shè)備電源天線單元接收單元天線單元類型單極天線微帶天線錐形（螺旋）天線四絲螺旋天線空間螺旋天線背腔平面盤旋天線接收單元接收（信號）通道定義：接收機(jī)中用來跟蹤、處理、量測衛(wèi)星信號的部件，由無線電元器件、數(shù)字電路等硬件和專用軟件所組成。類型：根據(jù)信號跟蹤方式：序慣通道、多路復(fù)用通道和多通道；根據(jù)工作原理：碼相關(guān)通道、平方通道等存儲器微處理器作用：數(shù)據(jù)處理、控制輸入輸出設(shè)備電源二、GPS衛(wèi)星定位基礎(chǔ)時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)?天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系?WGS-84坐標(biāo)系和我國大地坐標(biāo)系?坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換?時(shí)間系統(tǒng)天球坐標(biāo)系以天極和春分點(diǎn)作為天球定向基準(zhǔn)的坐標(biāo)系。所屬學(xué)科：

測繪學(xué)(一級學(xué)科)；大地測量學(xué)(二級學(xué)科)天球上各種球面正交坐標(biāo)系的統(tǒng)稱。所屬學(xué)科：

天文學(xué)(一級學(xué)科)；天體測量學(xué)(二級學(xué)科)地平坐標(biāo)系赤道坐標(biāo)系黃道坐標(biāo)系銀道坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系地球形狀與地球橢球體

地球的自然表面是一個(gè)起伏很大的、一個(gè)不規(guī)則的、不能用簡單的數(shù)學(xué)公式來表達(dá)的復(fù)雜曲面。我們很難在這樣一個(gè)曲面上來解算測量學(xué)中產(chǎn)生的幾何問題。為便于測繪工作的進(jìn)行，一般選一個(gè)形狀和大小都很接近于地球體而數(shù)學(xué)計(jì)算很方便的橢球體，稱為地球橢球體。地球直角坐標(biāo)系地球大地坐標(biāo)系常用的橢球參數(shù)橢圓的長半軸：a橢圓的短半軸：b橢圓的扁率： 橢圓的第一偏心率： 橢圓的第二偏心率： 極曲率半徑（極點(diǎn)處的子午線曲率半徑）c第一基本緯度W第二基本緯度V坐標(biāo)系統(tǒng)分類按坐標(biāo)原點(diǎn)的不同分類地心坐標(biāo)系統(tǒng)（地心空間直角坐標(biāo)系、地心大地坐標(biāo)系）參心坐標(biāo)系統(tǒng)（參心空間直角坐標(biāo)系、參心大地坐標(biāo)系）站心坐標(biāo)系統(tǒng)（垂線站心坐標(biāo)系、法站心坐標(biāo)系）按坐標(biāo)的表達(dá)形式分類:笛卡兒坐標(biāo)（空間直角坐標(biāo)系、站心坐標(biāo)系）曲線坐標(biāo)（大地坐標(biāo)系）平面直角坐標(biāo)（高斯平面坐標(biāo)系、其它投影平面坐標(biāo)系）歲差與章動日月歲差與章動由于地球本身不均勻以及日月對地球的影響使地軸在空間不斷地抖動，這樣導(dǎo)致天軸繞著黃極在天球上緩慢的運(yùn)動。該運(yùn)動可分解為長周期和短周期運(yùn)動。長周期運(yùn)動是25800年繞黃極一周；短周期變化幅值最大為9秒，周期為18.6年。日月歲差：我們稱長周期運(yùn)動為日月歲差章動：短周期變化稱為章動（章動橢圓）北天極的瞬時(shí)極就是天極瞬時(shí)位置；歷元平天極是指選擇某一歷元時(shí)刻的瞬時(shí)天極經(jīng)過章動改正后而固定的天極稱為歷元平天極。衛(wèi)星測量中常用坐標(biāo)系1．瞬時(shí)極天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系

2.固定極天球坐標(biāo)系——平天球坐標(biāo)系3.固定極地球坐標(biāo)系——平地球坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系和我國大地坐標(biāo)系WGS-84的定義：WGS-84是修正NSWC9Z-2參考系的原點(diǎn)和尺度變化，并旋轉(zhuǎn)其參考子午面與BIH定義的零度子午面一致而得到的一個(gè)新參考系，WGS-84坐標(biāo)系的原點(diǎn)在地球質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)定地球極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。它是一個(gè)地固坐標(biāo)系。國家大地坐標(biāo)系1.1954年北京坐標(biāo)系2.1980年國家大地坐標(biāo)系（GDZ80）3.新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）坐標(biāo)間的轉(zhuǎn)換大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到空間直角坐標(biāo)(相同基準(zhǔn))空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)

(相同基準(zhǔn))空間直角坐標(biāo)至站心坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換(相同基準(zhǔn))不同空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換(不同基準(zhǔn))不同大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換(不同基準(zhǔn))二維坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換三維空間直角坐標(biāo)至平面直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換(不同基準(zhǔn))

WGS84三維空間直角坐標(biāo)至局部高斯平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換不同空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換一維（高程）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)間系統(tǒng)概述恒星時(shí)(siderealtime)ST1定義：以春分點(diǎn)為參考點(diǎn)，由它的周日視運(yùn)動即春分點(diǎn)兩次經(jīng)過本地子午線的時(shí)間間隔所確定的時(shí)間稱為一個(gè)恒星日。

2原點(diǎn)：春分點(diǎn)通過本地子午圈的瞬時(shí)

3計(jì)量時(shí)間單位：恒星日、恒星小時(shí)、恒星分、恒星秒；一個(gè)恒星日=24個(gè)恒星小時(shí)=1440個(gè)恒星分=86400個(gè)恒星秒

4分類：真恒星時(shí)和平恒星時(shí)。時(shí)間系統(tǒng)概述平太陽時(shí)(meansolartime)MT1.太陽時(shí)：定義：以太陽作為參考點(diǎn)，由它的周日視運(yùn)動即兩次經(jīng)過本地子午線的時(shí)間間隔所確定的時(shí)間稱為一個(gè)太陽日。一個(gè)太陽日=24個(gè)太陽小時(shí)=1440太陽分=86400太陽秒。

2.平太陽時(shí)：定義：以平太陽作為參考點(diǎn)，由它的周日視運(yùn)動所確定的時(shí)間稱為平太陽時(shí)。計(jì)量時(shí)間單位：平太陽日、平太陽小時(shí)、平太陽分、平太陽秒；一個(gè)平太陽日=24個(gè)平太陽小時(shí)=1440平太陽分=86400個(gè)平太陽秒。平太陽時(shí)與日常生活中使用的時(shí)間系統(tǒng)是一致的，他是一種地方時(shí)。時(shí)間系統(tǒng)概述世界時(shí)(universaltime)UT世界時(shí)UT

定義：以平子午夜為零時(shí)起算的格林尼治平太陽時(shí)定義為世界時(shí)UT。他是世界統(tǒng)一的時(shí)間系統(tǒng)世界時(shí)與平太陽時(shí)的尺度一致，只是零起算點(diǎn)不同原子時(shí)：是以物質(zhì)內(nèi)部原子運(yùn)動的特征為基礎(chǔ)建立的時(shí)間系統(tǒng)。原子時(shí)的尺度標(biāo)準(zhǔn)：國際制秒（SI）。原子時(shí)的原點(diǎn)由下式確定：AT=UT2-0.0039(s）協(xié)調(diào)世界時(shí)(coordinateuniversaltime)UTC

為了兼顧對世界時(shí)時(shí)刻和原子時(shí)秒長兩者的需要建立了一種折衷的時(shí)間系統(tǒng)，稱為協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC。根據(jù)國際規(guī)定，協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC的秒長與原子時(shí)秒長一致，在時(shí)刻上則要求盡可量與世界時(shí)接近。

協(xié)調(diào)時(shí)與國際原子時(shí)之間的關(guān)系，如下式所示：

IAT=UTC+1s×n式中n為調(diào)整參數(shù)。GPS時(shí)間系統(tǒng)GPSTGPST屬于原子時(shí)系統(tǒng)，它的秒長即為原子時(shí)秒長，GPST的原點(diǎn)與國際原子時(shí)IAT相差19s。有關(guān)系式：

IAT-GPST=19（s）

GPS時(shí)間系統(tǒng)與各種時(shí)間系統(tǒng)的關(guān)系見下圖所示：時(shí)間系統(tǒng)概述歷元表示在GPS定位中，歷元常用GPS星期加GPS秒表示，GPS星期為從1980年1月6日0時(shí)時(shí)刻的整星期數(shù)，GPS秒為從剛過去的星期日0時(shí)開始至當(dāng)前時(shí)刻的秒數(shù)。常用術(shù)語觀測時(shí)段（Session）測站上開始接收衛(wèi)星信號到停止接收，連續(xù)觀測的時(shí)間間隔稱為觀測時(shí)段，簡稱時(shí)段。同步觀測（SimultaneousObservation）多臺接收機(jī)同時(shí)對同一組衛(wèi)星進(jìn)行觀測?；€向量（Baseline）對同步觀測所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所獲得的同步觀測測站間的坐標(biāo)差。截止高度角（Cut-offElevation）接收機(jī)觀測衛(wèi)星的高度角限值，低于此限值的衛(wèi)星不被觀測。采樣間隔（Interval）接收機(jī)連續(xù)兩個(gè)觀測歷元間的時(shí)間間隔。三、GPS定位基本原理GPS定位一、靜態(tài)定位與動態(tài)定位靜態(tài)定位是指GPS接收機(jī)在進(jìn)行定位時(shí)，待定點(diǎn)的位置相對其周圍的點(diǎn)位沒有發(fā)生變化，其天線位置處于固定不動的靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)接收機(jī)可以連續(xù)地在不同歷元同步觀測不同的衛(wèi)星，獲得充分的多余觀測量，根據(jù)GPS衛(wèi)星的已知瞬間位置，解算出接收機(jī)天線相位中心的三維坐標(biāo)。由于接收機(jī)的位置固定不動，就可以進(jìn)行大量的重復(fù)觀測，所以靜態(tài)定位可靠性強(qiáng)，定位精度高，在大地測量、工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用，是精密定位中的基本模式。準(zhǔn)靜態(tài)定位是指靜止不動只是相對的。在衛(wèi)星大地測量學(xué)中，在兩次觀測之間（一般為幾十天到幾個(gè)月）才能反映出發(fā)生的變化。動態(tài)定位是指在定位過程中，接收機(jī)位于運(yùn)動著的載體，天線也處于運(yùn)動狀態(tài)的定位。動態(tài)定位是用GPS信號實(shí)時(shí)地測得運(yùn)動載體的位置。如果按照接收機(jī)載體的運(yùn)行速度，還可將動態(tài)定位分為低動態(tài)（幾十米/秒）、中等動態(tài)（幾百米/秒）、高動態(tài)（幾公里/秒）三種形式。其特點(diǎn)是測定一個(gè)動點(diǎn)的實(shí)時(shí)位置，多余觀測量少、定位精度較低。目前導(dǎo)航型的GPS接收機(jī)，可以說是一種廣義的動態(tài)定位，它除了要求測定動點(diǎn)的實(shí)時(shí)位置外，一般還要求測定運(yùn)動載體的狀態(tài)參數(shù)，如速度、時(shí)間和方位等。二、單點(diǎn)定位和相對定位

GPS單點(diǎn)定位也叫絕對定位，就是采用一臺接收機(jī)進(jìn)行定位的模式，它所確定的是接收機(jī)天線在WGS－84世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對位置，所以單點(diǎn)定位的結(jié)果也屬于該坐標(biāo)系統(tǒng)。GPS單點(diǎn)定位的實(shí)質(zhì)，即是空間距離后方交會。對此，在一個(gè)測站上觀測3顆衛(wèi)星獲取3個(gè)獨(dú)立的距離觀測量就夠了。但是由于GPS采用了單程測距原理，此時(shí)衛(wèi)星鐘與用戶接收機(jī)鐘不能保持同步，所以實(shí)際的觀測距離均含有衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘不同步的誤差影響，習(xí)慣上稱之為偽距。其中衛(wèi)星鐘差可以用衛(wèi)星電文中提供的鐘差參數(shù)加以修正，而接收機(jī)的鐘差只能作為一個(gè)未知參數(shù)，與測站的坐標(biāo)在數(shù)據(jù)的處理中一并求解。因此，在一個(gè)測站上為了求解出4個(gè)未知參數(shù)（3個(gè)點(diǎn)位坐標(biāo)分量和1個(gè)鐘差系數(shù)），至少需要4個(gè)同步偽距觀測值。也就是說，至少必須同時(shí)觀測4顆衛(wèi)星。相對定位又稱為差分定位，是采用兩臺以上的接收機(jī)（含兩臺）同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定接收機(jī)天線間的相互位置關(guān)系的一種方法。其最基本的情況是用兩臺接收機(jī)分別安置在基線的兩端（左圖），同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，確定基線端點(diǎn)在世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)中的相對位置或坐標(biāo)差（基線向量），在一個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo)已知的情況下，用基線向量推求另一待定點(diǎn)的坐標(biāo)。相對定位可以推廣到多臺接收機(jī)安置在若干條基線的端點(diǎn)，通過同步觀測GPS衛(wèi)星確定多條基線向量。相對定位示意圖由于同步觀測值之間有著多種誤差，其影響是相同的或大體相同的，這些誤差在相對定位過程中可以得到消除或減弱，從而使相對定位獲得極高的精度。當(dāng)然，相對定位時(shí)需要多臺（至少兩臺以上）接收機(jī)進(jìn)行同步觀測。故增加了外業(yè)觀測組織和實(shí)施的難度。在單點(diǎn)定位和相對定位中，又都可能包括靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種方式。其中靜態(tài)相對定位一般均采用載波相位觀測值為基本觀測量。這種定位方法是當(dāng)前GPS測量定位中精度最高的一種方法，在大地測量、精密工程測量、地球動力學(xué)研究和精密導(dǎo)航等精度要求較高的測量工作中被普遍采用。三、主動式測距和被動式測距主動式測距(右圖）是用電磁波測距儀發(fā)射測距信號，通過另一端的反射器反射回來，再由測距儀接收。根據(jù)測距信號的往、返傳播時(shí)間求解出往返距離。由于電磁波測距儀需在測站點(diǎn)上主動發(fā)出測距信號，故稱這種測距方式為主動式測距。主動式測距只要求儀器鐘自身能在信號往、返時(shí)間段中保持穩(wěn)定，就不會影響測距精度。其缺點(diǎn)是用戶必須發(fā)射信號因而難以隱蔽自己，這對軍事用戶十分不利。此外要求用戶同時(shí)具有發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備，裝置較為復(fù)雜。雙程測距（EDM）與單程測距（GPS）

被動式測距是發(fā)射站（例如衛(wèi)星）在規(guī)定的時(shí)刻內(nèi)準(zhǔn)確地發(fā)出信號，用戶則根據(jù)自己的時(shí)鐘記錄信號到達(dá)的時(shí)間，根據(jù)時(shí)差求得單程距離。由于用戶只需被動的接收信號，故稱為被動式測距。其優(yōu)點(diǎn)是用戶無需發(fā)射信號，因而便于隱蔽自己，用戶裝置也較簡單，只配備接收設(shè)備即可。為了眾多用戶同時(shí)工作，要求接收機(jī)鐘和各衛(wèi)星鐘都要和GPS時(shí)間系統(tǒng)保持同步，所以對鐘的穩(wěn)定度提出了很高的要求，或者要求采取特殊措施解決鐘差對測距帶來的影響。四、用GPS定位的基本方法前面所述的靜態(tài)定位或動態(tài)定位，所依據(jù)的觀測量都是所測的衛(wèi)星至接收機(jī)天線的偽距。但是，偽距的基本觀測量又區(qū)分為碼相位觀測（簡稱測碼偽距）和載波相位觀測（簡稱測相偽距）。這樣，根據(jù)GPS信號的不同觀測量，可以區(qū)分為四種定位方法：1）衛(wèi)星射電干涉測量以銀河系以外的類星體作為射電源的甚長基線干涉測量（VLBI）具有精度高，基線長度幾乎不受限制等優(yōu)點(diǎn)。因類星體離我們十分遙遠(yuǎn)，射電信號十分微弱，因而必須采用笨重、昂貴的大口徑拋物面天線、高精度的原子鐘和高質(zhì)量的記錄設(shè)備，所需的設(shè)備比較昂貴，數(shù)據(jù)處理較為復(fù)雜，從而限制了該技術(shù)的應(yīng)用。GPS衛(wèi)星的信號強(qiáng)度比類星體的信號強(qiáng)度大10萬倍，利用GPS衛(wèi)星射電信號具有白噪聲的特性，由兩個(gè)測站同時(shí)觀測一顆GPS衛(wèi)星，通過測量這顆衛(wèi)星的射電信號到達(dá)兩個(gè)測站的時(shí)間差，可以求得站間距離。由于在進(jìn)行干涉測量時(shí)，只把GPS衛(wèi)星信號當(dāng)作噪聲信號來使用，因而無需了解信號的結(jié)構(gòu)，所以這種方法對于無法獲得P碼的用戶是很有吸引力的。其模型與在接收機(jī)間求一次差的載波相位測量定位模型十分相似。2）多普勒定位法多普勒效應(yīng)是1942年奧低利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的。它的具體內(nèi)容是：當(dāng)波源與觀測者做相對運(yùn)動時(shí)，觀測者接收到的信號頻率與波源發(fā)射的信號頻率不相同。這種由于波源相對與觀測者運(yùn)動而引起的信號頻率的移動稱為多普勒頻移，其現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用GPS衛(wèi)星較高的射電頻率，由積分多普勒計(jì)數(shù)得出偽距差。當(dāng)采用積分多普勒計(jì)數(shù)法進(jìn)行測量時(shí)，所需觀測時(shí)間一般較長（數(shù)小時(shí)），同時(shí)在觀測過程中接收機(jī)的振蕩器要求保持高度穩(wěn)定。3）偽距定位法偽距定位法是利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航定位的最基本的方法，其基本原理是：在某一瞬間利用GPS接收機(jī)同時(shí)測定至少四顆衛(wèi)星的偽距，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置和偽距觀測值，采用距離交會法求出接收機(jī)的三維坐標(biāo)和時(shí)鐘改正數(shù)。偽距定位法定一次位的精度并不高，但定位速度快，經(jīng)幾小時(shí)的定位也可達(dá)米級的精度，若再增加觀測時(shí)間，精度還可提高。4）載波相位測量載波信號的波長很短，L1載波信號波長為19厘米，L2載波信號波長為24.4厘米。若把載波作為量測信號，對載波進(jìn)行相位測量可以達(dá)到很高的精度。通過測量載波的相位而求得接收機(jī)到GPS衛(wèi)星的距離，是目前大地測量和工程測量中的主要測量方法。偽距定位法的應(yīng)用

偽距定位法是單點(diǎn)定位的基本方法，它的定位速度很快，又無多值性問題，數(shù)據(jù)處理也比較便捷。由于它的測量信號是衛(wèi)星發(fā)播的測距碼，故測量精度就和測距碼與復(fù)制碼的相關(guān)（對齊）精度有關(guān)，也與測距碼的碼元寬度有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，接收機(jī)的復(fù)制碼與測距碼的對齊精度約為碼元寬度（或碼的波長）的1﹪。對與C/A碼，其碼元寬度約為293m，偽距測量精度則為2.9m；對于P碼，其碼元寬度約為29.3m，偽距測量精度則為0.29m，比C/A碼的測量精度約高10倍。但是，由于P碼受美國軍方控制，一般用戶無法得到，只能利用C/A碼進(jìn)行偽距定位，加之美國對利用GPS有限制政策，在采用SA技術(shù)時(shí)，利用C/A碼進(jìn)行偽距定位的精度降低至約100m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高精度單點(diǎn)定位的要求。若要提高測站點(diǎn)間的相對位置精度。則可用若干臺接收機(jī)同時(shí)對相同的衛(wèi)星進(jìn)行偽距測量，此時(shí)衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘的誤差、電離層和對流層折射誤差對各同步觀測站的影響基本相同，在求坐標(biāo)差時(shí)可以自行消除。偽距法進(jìn)行相對定位可以采用兩種辦法：（1）間接相對定位：各同步測站分別進(jìn)行單點(diǎn)定位，求得各測站坐標(biāo)，然后相減求得坐標(biāo)差。（2）直接相對定位：當(dāng)兩個(gè)測站進(jìn)行同步觀測時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)學(xué)式。相減后建立起偽距定位法用于相對定位的數(shù)學(xué)模型。然后解算出坐標(biāo)差。GPS動態(tài)定位原理

動態(tài)定位的特點(diǎn)

GPS動態(tài)定位和GPS靜態(tài)定位相比較，有以下顯著特點(diǎn)：1.用戶的廣泛性

GPS動態(tài)定位是運(yùn)動狀態(tài)下的一種實(shí)時(shí)定位方法。其絕大多數(shù)用戶均在陸、海、空軍事領(lǐng)域。同時(shí)，在交通運(yùn)輸、地球物理勘探、航空攝影測量、采礦生產(chǎn)等領(lǐng)域中，也有著廣泛的應(yīng)用。運(yùn)動載體可以是地面運(yùn)動的、水上航行的、空中飛行的，所以它的用戶具有廣泛性，比GPS靜態(tài)定位具有更加廣闊的應(yīng)用天地。2.定位的實(shí)時(shí)性

在靜態(tài)定位時(shí)，用戶天線相對于地球是固定不動的；而動態(tài)定位，用戶天線將隨著運(yùn)動載體不停的運(yùn)動，特別是對于高動態(tài)定位，要求以極短的時(shí)間（如亞秒級）采集一個(gè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)，適時(shí)的處理定位數(shù)據(jù)，及時(shí)的給出定位成果。所以動態(tài)定位具有強(qiáng)烈和緊迫的實(shí)時(shí)性。

3.速度的多異性

GPS動態(tài)定位時(shí)的載體多種多樣，這些載體的速度從每秒幾米到每秒幾公里。據(jù)此GPS動態(tài)定位分為低中高三種定位形式：低動態(tài)定位，載體的運(yùn)動速度每秒幾米至幾十米；中等動態(tài)定位，載體的運(yùn)動速度每秒100m至1000m；高動態(tài)定位，載體的運(yùn)動速度在每秒一公里以上。由上所述，動態(tài)定位顯著區(qū)別于靜態(tài)定位。在用戶天線以每秒幾米到幾公里的速度相對于地球運(yùn)動的情況下，需要用GPS信號測定它們的七維狀態(tài)參數(shù)：三維坐標(biāo)、三維速度、時(shí)間。

人們的生活離不開時(shí)間，從日常生活到航海、航空和航天，定時(shí)有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著使用目的的不同，人們對時(shí)間準(zhǔn)確度的要求也不同。若用GPS衛(wèi)星信號進(jìn)行時(shí)間傳遞，只要有一臺能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收機(jī)，就可以獲得較高的定時(shí)精度。GPS衛(wèi)星上都安裝有四臺原子鐘，GPS時(shí)間與世界協(xié)調(diào)時(shí)UTC之差經(jīng)常保持在±1μs以內(nèi)。因此，GPS衛(wèi)星可以成為一種全球性用戶的時(shí)間信號源，用以進(jìn)行精確的時(shí)間比對。在用GPS信號傳遞時(shí)間時(shí)，存在著三種時(shí)間尺度（時(shí)標(biāo)）：其一為GPS時(shí)間，它是一種全球性的時(shí)間信號源，用以進(jìn)行精確的時(shí)間比對；二是每顆GPS衛(wèi)星的時(shí)鐘；三是用戶接收機(jī)的時(shí)鐘。GPS定時(shí)的實(shí)質(zhì)是測定用戶時(shí)鐘相對于GPS時(shí)間的偏差，并根據(jù)衛(wèi)星電文給出的有關(guān)參數(shù)，計(jì)算出世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTC）GPS定時(shí)

基線解算結(jié)果的質(zhì)量評定指標(biāo)單位權(quán)方差因子RMS-均方根誤差數(shù)據(jù)刪除率定義：在基線解算時(shí)，如果觀測值的改正數(shù)大于某一個(gè)閾值時(shí)，則認(rèn)為該觀測值含有粗差，則需要將其刪除。被刪除觀測值的數(shù)量與觀測值的總數(shù)的比值，就是所謂的數(shù)據(jù)刪除率。定義：定義：定義：由獨(dú)立基線所組成的閉合環(huán)稱為異步閉合環(huán)，簡稱異步環(huán)異步環(huán)的閉合差稱為異步環(huán)閉合差。異步環(huán)閉合差定義：同步環(huán)閉合差是由同步觀測基線所組成的閉合環(huán)的閉合差。同步環(huán)閉合差定義：所謂RDOP值指的是在基線解算時(shí)待定參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣的跡（tr(Q)）的平方根RDOP定義：RATIO值為在采用搜索算法確定整周未知數(shù)參數(shù)的整數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生次最小的單位權(quán)方差與最小的單位權(quán)方差的比值。RATIO重復(fù)基線較（互）差定義：不同觀測時(shí)段，對同一條基線的觀測結(jié)果，就是所謂重復(fù)基線。這些觀測結(jié)果之間的差異，就是重復(fù)基線較（互）差。幾種典型的殘差圖網(wǎng)平差網(wǎng)平差的類型無約束平差定義：GPS網(wǎng)的無約束平差指的是在平差時(shí)不引入會造成GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。常見的GPS網(wǎng)的無約束平差，一般是在平差時(shí)沒有起算數(shù)據(jù)或沒有多余的起算數(shù)據(jù)。約束平差定義：GPS網(wǎng)的約束平差指的是平差時(shí)所采用的觀測值完全是GPS觀測值（即GPS基線向量），而且，在平差時(shí)引入了使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。聯(lián)合平差

定義：GPS網(wǎng)的聯(lián)合平差指的是平差時(shí)所采用的觀測值除了GPS觀測值以外，還采用了地面常規(guī)觀測值，這些地面常規(guī)觀測值包括邊長、方向、角度等觀測值等。無約束平差的作用

評定GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度，發(fā)現(xiàn)和剔除GPS觀測值中可能存在的粗差,得到GPS網(wǎng)中各個(gè)點(diǎn)在WGS-84系下經(jīng)過了平差處理的三維空間直角坐標(biāo),為將來可能進(jìn)行的高程擬合，提供經(jīng)過了平差處理的大地高數(shù)據(jù)平差結(jié)果的質(zhì)量評定指標(biāo)：相鄰點(diǎn)距離中誤差

1. 單位權(quán)方差的檢驗(yàn)

2. 基線改正數(shù)的檢驗(yàn)

3. 已知坐標(biāo)的檢驗(yàn)53GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理及觀測成果的質(zhì)量檢核數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了獲得GPS觀測基線向量并對觀測成果進(jìn)行質(zhì)量檢核，首先要進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的預(yù)處理。根據(jù)預(yù)處理結(jié)果對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行分析并做出評價(jià)，以確保觀測成果和定位結(jié)果的預(yù)期精度。預(yù)處理的主要目的是對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、加工整理、分流并產(chǎn)生各種專用信息文件，為進(jìn)一步的平差計(jì)算作準(zhǔn)備。它的基本內(nèi)容是：①數(shù)據(jù)傳輸將GPS接收機(jī)記錄的觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱疟P或其它介質(zhì)上。②數(shù)據(jù)分流從原始記錄中，通過解參碼將各種數(shù)據(jù)分類整理，剔除無效觀測值和冗余信息，形成各種數(shù)據(jù)文件，如星歷文件、觀測文件和測站信息文件等。

③統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式將不同類型接收機(jī)的數(shù)據(jù)記錄格式、項(xiàng)目和采樣間隔，統(tǒng)一為標(biāo)準(zhǔn)化的文件格式，以便統(tǒng)一處理。④衛(wèi)星軌道的標(biāo)準(zhǔn)化采用多項(xiàng)式擬合法，平滑GPS衛(wèi)星每小時(shí)發(fā)送的軌道參數(shù)，使觀測時(shí)段的衛(wèi)星軌道標(biāo)準(zhǔn)化。⑤探測周跳、修復(fù)載波相位觀測值。⑥對觀測值進(jìn)行必要改正在GPS觀測值中加入對流層改正，單頻接收的觀測值中加入電高層改正。

觀測成果的外業(yè)檢核對野外觀測資料首先要進(jìn)行復(fù)查，內(nèi)容包括；成果是否符合調(diào)查命令和規(guī)范的要求；進(jìn)行的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析是否符合實(shí)際。然后進(jìn)行下列項(xiàng)目的檢核：一.每一條基線的檢驗(yàn)

1、模糊度的可靠性指標(biāo)Ratio：短邊絕對值3或相對值95%；長邊應(yīng)降低要求；

2、基線實(shí)際誤差與估值誤差的比值：越小越好＜10，不能大于20；

3、反映觀測質(zhì)量的均方根誤差RMS、參考因子單位權(quán)中誤差m0、有關(guān)項(xiàng)的精度估值mi；

4、殘差分析：載波相位殘差圖，殘差絕對值應(yīng)小于載波波長的1/10；

5、調(diào)整參數(shù)：

a觀測值刪除率：使用殘差為RMS的倍數(shù)1.5～3之間調(diào)整，同一時(shí)段觀測值的數(shù)據(jù)別除率，其值應(yīng)小于10％；衛(wèi)星高度角：10～20°之間調(diào)整。GPS網(wǎng)平差處理

在各項(xiàng)質(zhì)量檢核符合要求后，以所有獨(dú)立基線組成閉合圖形，以三維基線向量及其相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測信息，以一個(gè)點(diǎn)的WGS-84系三維坐標(biāo)作為起算依據(jù)，進(jìn)行GPS網(wǎng)的無約束平差。無約束平差應(yīng)提供各控制點(diǎn)在WGS—84系下的三維坐標(biāo)，各基線向量三個(gè)坐標(biāo)差觀測值的總改正數(shù)，基線邊長以及點(diǎn)位和邊長的精度信息。在無約束平差確定的有效觀測量基礎(chǔ)上，在國家坐標(biāo)系或城市獨(dú)立坐標(biāo)系進(jìn)行三維約束平差或二維約束平差。約束點(diǎn)的已知點(diǎn)坐標(biāo)，已知距離或巳知方位，可以作為強(qiáng)制約束的固定值，也可作為加權(quán)觀測值。平差結(jié)果應(yīng)輸出在國家或城市獨(dú)立坐標(biāo)系中的三維或二維坐標(biāo)，基線向量改正數(shù)，基線邊長。方位以及坐標(biāo)，邊長，方位的精度信息；轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度信患。采用不同類型儀器或軟件，施測和計(jì)算GPS基線向量時(shí)，應(yīng)對其隨機(jī)模型進(jìn)行分析。六、GPS測量的技術(shù)與實(shí)施GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)

GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)

GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是GPS測量規(guī)范和測量任務(wù)書。一.GPS測量規(guī)范⒈全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范GB/T18314－2001；⒉各部委根據(jù)本部門GPS工作的實(shí)際情況制定的專業(yè)測量規(guī)程或細(xì)則。二.測量任務(wù)書

測量任務(wù)書或合同書是測繪單位上級主管部門或合同甲方下達(dá)的技術(shù)要求文件，這種技術(shù)文件是指令性的，它規(guī)定了測量任務(wù)的范圍、目的、精度和密度要求，提交成果資料的項(xiàng)目和時(shí)間，完成任務(wù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。

在GPS方案設(shè)計(jì)時(shí)，一般首先依據(jù)測量任務(wù)書提出的GPS網(wǎng)的精度、密度和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，再結(jié)合規(guī)范（規(guī)程）規(guī)定并現(xiàn)場踏勘具體確定各點(diǎn)間的連接方法，各點(diǎn)設(shè)站觀測的次數(shù)、時(shí)段長短等布網(wǎng)觀測方案。

GPS網(wǎng)的精度、密度設(shè)計(jì)一.GPS測量精度標(biāo)準(zhǔn)及分類

GPS測量按其精度劃分為AA、A、B、C、D、E級。⒈AA級主要用于全球性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量和精密定軌；⒉A級主要用于區(qū)域性的地球動力學(xué)研究和地殼形變測量；⒊B級主要用于局部形變監(jiān)測和各種精密工程測量；⒋C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)；⒌D、E級主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地藉、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工等的控制測量。二.GPS點(diǎn)的密度標(biāo)準(zhǔn)

各級GPS網(wǎng)相鄰點(diǎn)間的平均距離應(yīng)符合表2的要求，相鄰點(diǎn)的最小距離可為平均距離的1/3～1/2；最大距離可為平均距離的2～3倍。GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的平均距離（km)

GPS網(wǎng)構(gòu)成的幾個(gè)基本概念及網(wǎng)特征條件一.GPS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個(gè)基本概念⒈觀測時(shí)段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止連續(xù)工作的時(shí)間段，簡稱時(shí)段；⒉同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時(shí)對一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測；⒊同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上的接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)；⒋獨(dú)立觀測環(huán)：由獨(dú)立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨(dú)立環(huán)；⒌異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)；⒍獨(dú)立基線：對于N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N－1，J＝N(N－1)/2；⒎非獨(dú)立基線：除獨(dú)立基線外的其它基線叫非獨(dú)立基線；⒏非獨(dú)立基線數(shù)：總基線數(shù)與獨(dú)立基線數(shù)之差即為非獨(dú)立基線數(shù)。GPS基線向量的布網(wǎng)形式GPS網(wǎng)常用的布網(wǎng)形式有跟蹤站式、會戰(zhàn)式、多基準(zhǔn)站式、同步圖形擴(kuò)展式、單基準(zhǔn)站式。GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是在保證質(zhì)量的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。因此，在進(jìn)行GPS的設(shè)計(jì)和測設(shè)時(shí)，既不能脫離實(shí)際的應(yīng)用需求．盲目地要求不必要的高精度和高可靠性；也不能為追求高效率和低成本．而放棄對質(zhì)量的要求。一.提高GPS網(wǎng)可靠性的方法1、增加觀測期數(shù)(增加獨(dú)立基線數(shù))．2、保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)3、保證每個(gè)測站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠性。4、在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。二.提高GPS網(wǎng)精度的方法1、為保證GPS網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)具有較高的相對精度，對網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。2、為提高整個(gè)GPS網(wǎng)的精度．可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架;精心制定一個(gè)子區(qū)和子環(huán)路的實(shí)測方案。3、在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，引入高精度激光測距邊，作為觀測值與GPS觀測值（基線向量）一同進(jìn)行聯(lián)合平差，或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L。4、若要采用高程擬合的方法，測定網(wǎng)中各點(diǎn)的正常高／正高，則需在布網(wǎng)時(shí)，選定一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)竟可能的多，且應(yīng)在網(wǎng)中均勻分布；還要保證有部分點(diǎn)分布在網(wǎng)的四周，將整個(gè)網(wǎng)包含在其中。5、為提高GPS網(wǎng)的尺度精度，可采用如下方法：增設(shè)長時(shí)間、多時(shí)段的基線向量。三.布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布

若要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好，則起算點(diǎn)數(shù)量越多越好；若不要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果完全與舊成果吻合，則一般選3～5個(gè)起算點(diǎn)，這樣既可以保證新舊成果的一致性，也可以保持GPS網(wǎng)的原有精度。為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻，起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GPS網(wǎng)的周圍。要避免所有的起算點(diǎn)分布在網(wǎng)中一側(cè)的情況。四.布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算邊長的選取與分布在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數(shù)量可在3～5條左右，它們可設(shè)置在GPS網(wǎng)中的任意位置。但激光測距邊兩端點(diǎn)的高差不應(yīng)過分懸殊。五.布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算方位的選取與分布

在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設(shè)在GPS網(wǎng)中的任意位置。GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫

在進(jìn)行GPS外業(yè)工作之前，必須做好實(shí)施前的工區(qū)踏勘、資料收集、器材籌備、觀測計(jì)劃擬定，GPS儀器檢校及設(shè)計(jì)書編寫等工作。

測區(qū)踏勘資料收集

設(shè)備、器材籌備及人員組織擬定外業(yè)觀測計(jì)劃技術(shù)設(shè)計(jì)與編寫一.任務(wù)來源及工作量二.測區(qū)概況三.布網(wǎng)方案四.選點(diǎn)與埋標(biāo)五.觀測六.數(shù)據(jù)處理七.完成任務(wù)的措施八.上交資料資料收集全后，編寫技術(shù)設(shè)計(jì)，主要編寫內(nèi)容如下：GPS測量的外業(yè)實(shí)施GPS測量外業(yè)實(shí)施包括GPS點(diǎn)的選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。選點(diǎn)

由于GPS測量觀測站之間不一定要求相互通視，而且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活，所以選點(diǎn)工作比常規(guī)控制測量的選點(diǎn)要簡便。但由于點(diǎn)位的選擇對于保證觀測工作的順利進(jìn)行和保證測量結(jié)果的可靠性有著重要的意義，所以在選點(diǎn)工作開始前，除收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理情況和原有測量控制點(diǎn)分布及標(biāo)架、標(biāo)型、標(biāo)石完好狀態(tài)，決定其適宜的點(diǎn)位。標(biāo)志埋設(shè)

GPS網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)埋設(shè)具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位，點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅(jiān)固以利長久保存和利用。在基巖露頭地區(qū)，也可直接在基巖上嵌入金屬標(biāo)志。每個(gè)點(diǎn)位標(biāo)石埋設(shè)結(jié)束后，應(yīng)填寫點(diǎn)之記并提交以下資料：

1、點(diǎn)之記；

2、GPS網(wǎng)的選點(diǎn)略圖；

觀測工作1、天線安置2、開機(jī)觀測3、觀測記錄數(shù)據(jù)預(yù)處理觀測成果的外業(yè)檢核GPS網(wǎng)平差處理技術(shù)總結(jié)上交資料數(shù)