第06章全球定位系统简介

1、第6章 全球定位系统简介 武汉大学水利水电学院武汉大学水利水电学院 邓念武邓念武 GPS的特点主要有以下几个方面：的特点主要有以下几个方面： （1）全球地面连续覆盖。 （2）定位精度较高。 （3）观测简便。 （4）经济效益好。6.1 全球定位系统全球定位系统GPS的组成 1、GPS卫星星座卫星星座 2、GPS卫星及其功能卫星及其功能 GPS卫星卫星:主体呈圆柱形，直径为1.5m，重约843.68 kg，设计寿命为7.5年。主体两侧配有能自动对日定向的双叶太阳能板，为保证卫星正常工作提供电源，通过一个驱动系统保持卫星运转并稳定在轨道位置。每颗卫星装有4台高精度原子钟（铷钟和铯钟各两台），以保证能

2、发射出标准频率（稳定度为 10-1210-13），为 GPS测量提供高精度的时间标准。GPS卫星的主要功能卫星的主要功能：接收和储存由地面监控系统发射来的导航信息；接收并执行地面监控系统发送的控制指令，如调整卫星姿态和启用备用时钟、备用卫星等；向用户连续不断地发送导航与定位信息，并提供时间标准、卫星本身的空间实时位置及其它在轨卫星的概略位置。地面监控部分 GPS的地面监控系统主要由分布在全球的五个地面站组成，按其功能分为主控站（主控站（MCS）、注入站（注入站（GA）和和监测站（监测站（MS）三种。 GPS信号接收机 GPS信号接收机的任务：捕获按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪

3、这些卫星的运行，并对接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。 接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成了完整的GPS用户设备。GPS信号接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。GPS信号接收机根据其用途分为导航型、测地型和授时型；根据接收的卫星信号频率可以分为单频和双频接收机。6.2 GPS测量原理一、WGS-84 大地坐标系 由于GPS是全球性的定位导航系统，其坐标系统也必须是全球性的。因为其坐标系统是通过国际协议确定的，所以通常也称为协议地球坐标

4、系（Conventional Terrestrial System CTS）。目前GPS测量中所使用的协议地球坐标系统称为 WGS84世界大地坐标系（World Geodetic System）。二、GPS定位原理 1、伪距测量 2、载波相位测量6.3 GPS 测量的实施 GPS控制网精度标准的确定 )10(6DbamD网形设计点连式 边连式 网连式 边点混合连接式 三角锁（或多边形）连接 导线网形连接（环形图） 星形布设 在实际布网设计时还要注意以下几个原则在实际布网设计时还要注意以下几个原则： GPS网的点与点间尽管不要求通视，但考虑到利用常规测量加密时的需要，每点最好有一个以上通视方向。 为了顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，应采用原有城市坐标系统。对凡符合GPS网点要求的旧点，应充分利用其标石。 GPS网必须由非同步独立观测边构成若干个闭合环或附合路线。各级GPS网中每个闭合环或附合路线中的边数应符合有关规定。选点、建标志 由于GPS测量测站间不要求相互通视，所以选点工作简单。选点时除了应远离产生磁场源的地方和保证观测站在视场内周围障碍物的高度角应小于1015外，其它要求及建立标志同常规控制测量。GPS测量的观测工作 1、外业观测计划设计2、野外观测 3、观测数据下载及数据预处理4、内业数据处理6.4 GPS的应用的应用GPS定位技术在测量学中的应用