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GPS 卫星测量基础理论 徕卡测量系统有限公司 1999 NAVSTAR GPS GPS 是英文词组全球定位系统的首字母缩写词 她是美国国防部 1974 年前后开发的一个军用卫星导航系统，提供: 全球覆盖能力 每天 24 小时服务 成本低廉的最终用户设备 确保军方安全 10-20 m 导航点位精度 0.1 m/s 速度测定精度 100 ns 精密授时能力 从 1995 年 6 月投入全面运转 GPS 系统的组成 GPS 卫星星座 GPS 卫星发射状况 Navstar 14 PRN 14 : 1989年 2月 14日 Navstar 13 PRN 2 : 1989年 6月 10日 Navstar 16 PRN 16 : 1989年 8月 18日 Navstar 19 PRN 19 : 1989年 10月 21日 Navstar 17 PRN 17 : 1989年 12月 11日 Navstar 18 PRN 18 : 1990年 1月 24日 Navstar 20 PRN 20 : 1990年 3月 26日 Navstar 21 PRN 21 : 1990年 8月 2日 Navstar 15 PRN 15 : 1990年 10月 1日 Navstar 23 PRN 23 : 1990年 11月 26日 Navstar 24 PRN 24 : 1991年 7月 4日 Navstar 25 PRN 25 : 1992年 2月 23日 Navstar 28 PRN 28 : 1992年 4月 10日 Navstar 26 PRN 26 : 1992年 7月 7日 Navstar 27 PRN 27 : 1992年 9月 9日 Navstar 32 PRN 1 : 1992年 11月 22日 Navstar 29 PRN 29 : 1992年 12月 18日 Navstar 22 PRN 22 : 1993年 2月 3日 Navstar 31 PRN 31 : 1993年 3月 30日 Navstar 37 PRN 7 : 1993年 5月 13日 Navstar 39 PRN 9 : 1993年 7月 26日 Navstar 35 PRN 5 : 1993年 8月 30日 Navstar 34 PRN 4 : 1993年 11月 Navstar 36 PRN 6 : 1994年 3月 10日 Navstar PRN 3 : 1996年 3月 GPS 定位技术的优越性 与天气状况无关 不要求点与点之间的彼此通视 高度均匀的定位精度 日夜均可作业 定位速度之快无与伦比 大大节省人力资源 测线长度不受限制 统一的坐标系统 生产成本低于常规测量技术 GPS 定位技术的缺点 GPS 需要良好的对天通视 接收天线的观测视野中不应该存在障碍物 目前可见卫星状况 卫星信号结构 每颗GPS卫星发射一组无线电信号 每组信号包括两个载波 L1 与 L2 及两种码，L1 上调制的C/A码，L1和L2上的 P 码或 Y 码，还有卫星轨道信息 所有信号均由同一个震荡器产生 伪距定位原理 基本的导航点位能够按后方交会的方式计算出来。 卫星相当于处在运动“轨道上的控制点”。 采用与时间相关的至每颗卫星的码观测向量。 差分 GPS 伪距定位时点位坐标的计算 GPS 是一种距离测量系统 D 。 卫星及接收机中包含有稳定的频率标准。 无线电信号发射的时间是已知的，它与接收瞬间的时钟偏差可以被计算出来 T 。 无线电的传播速度是已知的 V 。 因此测站与卫星之间的距离可以按下式计算出来: D V x T 由于任意时刻卫星的坐标是已知的，因此只要有足够数量的观测值，接收机天线的位置就可以计算出来。 测站至卫星距离的计算 测站至卫星的距离是采用卫星发射的码信号进行测量的。接收机也同步生成相同的码。通过相关分析，可以测出信号的传输时间，并根据光速计算出距离。 初始整周未知数（模糊度） 用于载波相位观测值数据处理的初始整周未知数必须加以确定。 初始整周未知数的解算 初始整周未知数的解算效果如下图所示： 请注意：一旦初始整周未知数的值被解出，测量成果的精度将不再随着观测时间的增加而显著得到提高。 选择性服务与防电子欺骗 选择性服务政策 SA : 美国军方人为地降低民用用户的点定位精度。SA政策是通过制造卫星时钟信号的抖动或降低卫星轨道参数的精度来实现的。 防电子欺骗技术 AS : 通过对