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第一章 1常规测量方法不足 1）测站之间需保持通视2）无法同时精确确定点的三维坐标3）观测受气候等条件限制4）难以避免某些系统误差的影响如地球旁折光、地区性旁折光5）难以建立地心坐标系 2GPS技术特点 （1）观测站之间无需通视（2）定位精度高（3）观测时间短（4）提供三维坐标（5）操作简便（6）全天侯作业 3GPS组成及功能 空间部分——GPS卫星星座：提供星历和时间信息，发射伪距和载波信号，提供其他辅助信息。作用如下： 接收地面注入站发送的导航电文和其他信号； 接收地面主控站的命令，修正其在轨运行偏差及启用备用设备等； 连续地向用户发送GPS卫星导航定位信号，并用电文的形式提供卫星的现势位置与其他在轨卫星的概略位置 GPS卫星关键在于卫星的寿命要长，时间精度要高； 地面控制部分——地面监控系统：中心控制系统，实现跟踪同步，跟踪卫星进行定轨。 地面监控部分由一个主控站，三个注入站和五个监测站组成 主控站的作用 主控站拥有以大型电子计算机为主体的数据收集、计算和传播设备，作用如下： 收集数据：收集各监测站获得的伪距和伪距差观测值，卫星时钟、气象参数和工作状态等； 数据处理：根据收集到的数据计算各卫星的星历，时钟改正，卫星状态和大气传播改正。并将这些数据按照一定格式编成导航电文，并及时将导航电文传给注入站。导航电文的作用即在于获得卫星的坐标； 时间协调： 各测站和GPS卫星的原子钟均应与主控站的原子钟同步，或测出其间的钟差； 控制卫星：修正卫星的运行轨道，调用备用卫星更换失效卫星 注入站的作用 注入站是无人值守的工作站，设有3.66m的抛物面天线，1台C波段发射机和一台电子计算机；其作用是将主控站编制的导航电文等资料以既定的方式注入到卫星存储器钟，供卫星向用户发射。 监控站的作用： 监控站是无人值守的数据采集中心，其位置经精密测定；主要设备包括1台双频接收机，1台高精度原子钟，1台电子计算机和若干台环境数据传感器。 作用如下： 利用接收机获得卫星的位置和工作状况2.利用原子钟获得时间标准 3.利用环境传感器得到当地的气象数据 4.然后将算得的伪距、导航数据、气象数据及卫星状态传给主控站； （3）用户设备部分——GPS信号接收机：接收并测量卫星信号，记录处理数据，提供导航定位信息。 作用如下： 能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行 对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理 以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间 解译出GPS卫星所发出的导航电文 实时的计算出测站的三维坐标位置，甚至三维速度和时间。 第二章 1掌握协议天球坐标系和协议地球坐标系的概念 在GPS定位中， 坐标系原点一般取地球质心，而坐标轴的指向具有一定的选择性为了使用上的方便，国际上都通过协议来确定某些全球性坐标系统的坐标轴指向，这种共同确认的坐标系称为 为建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系，通常选择某一时刻t0作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过该瞬时岁差和章动改正后，作为z轴和x轴。 构成的空固坐标系称为所取标准历元的平天球坐标系，或协议天球坐标系，也称协议惯性坐标系。 与之相应的地球赤道面称为平赤道面或协议赤道面。至今仍采用CIO作为协议地极（conventional Terrestrial Pole——CTP）；以协议地极为基准点的地球坐标系称为协议地球坐标系。 2.掌握协议天球坐标系到协议地球坐标系的转换 根据协议地球坐标系和协议天球坐标系的定义可知： （1）两坐标系的原点均位于地球的质心，故其原点位置相同 （2）瞬时天球坐标系的z轴与瞬时地球坐标系的Z轴指向相同 （3）两瞬时坐标系x轴与X轴的指向不同，其间夹角为春分点的格林尼治恒星时。 二者的转换过程如下： 3了解什么是岁差、章动和极移 实际上地球接近于一个赤道隆起的椭球体，在日月和其它天体引力对地球隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴方向不再保持不变 从而使春分点在黄道上产生缓慢西移，此现象在天文学上称为岁差。 在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，轨迹大致为椭圆。这种现象称为章动。 地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移。 4 WGS-84大地坐标系 几何意义：原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z，X轴构成右手坐标系。对应WGS-84大地坐标系有WGS-84椭球。 4了解时间系统的分类，几种时间系统之间的关系 在实践中，因所选择的周期运动现象不同，便产生了不同的时间系统。在GPS定位中，具