第十二章 GPS测量简介.pptVIP

《土木工程测量》同济大学出版社 GPS测量概述 GPS基础教程 GPS 历史 传 统 测 量 技 术 的 缺 陷 GPS 优 势 GPS 的 主 要 特 性 GPS 系 统 的 组 成 距 离 测 定 的 基 本 原 理 点 位 测 定 的 基 本 原 理 GPS 的 信 号 结 构 测 距 码 伪 距 测 量 载 波相 位 测 量 选 择 可 用 性 技 术 Selective Availability(SA) 误 差 来 源 差 分 GPS (初始)整 周 未 知 数 整 周 未 知 数 的 解 算 精 度 因 子 要 点 小 结 GPS基础教程 GPS 历史 1957年10月，世界上第一颗人造地球卫星发射成功 1958年底，美国海军武器实验室开始建立为美国军用舰艇导航服务的“海军导航卫星系统”(Navy Navigation Satellite System，简称NNSS) 计划,NNSS于1964年建成并在美国军方使用，1967年7月29日美国政府宣布解密NNSS部分导航电文供民用。 NNSS共有6颗工作卫星，距离地球表面的平均高度约为1070km 因运行轨道面均通过地球南北极构成的子午面，又称为“子午卫星导航系统” 使用的卫星接收机称多普勒接收机 与传统导航、定位方法比较，使用NNSS导航和定位具有不受气象条件的影响、自动化程度较高和定位精度高的优点 NNSS缺点：工作卫星少、运行高度较低，多普勒接收机的观测时间较长，不能为用户提供连续实时定位和导航服务 大地测量静态定位，一个测站平均观测时间1~2天，不能达到cm级的定位精度 GPS基础教程 为满足军事和民用部门对连续实时定位和导航的迫切要求 1973年12月，美国国防部开始组织陆海空三军联合研制新一代军用卫星导航系统 英文全称为“Navigation by Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System (NAVSTAR/GPS)” 中文意思是“用卫星定时和测距进行导航/全球定位系统”，简称GPS 从1989年2月14日第一颗工作卫星发射成功 到1994年3月28日完成第24颗工作卫星的发射 GPS共发射了24颗，目前的卫星数已经超过32颗 它们均匀分布在6个相对于赤道的倾角为55°的近似圆形轨道上 每个轨道上有4颗卫星运行，它们距地球表面的平均高度约为20200km 运行速度为3800米/秒，运行周期 11小时58分 每颗卫星可覆盖全球38％的面积，可保证在地球上任何地点、任何时刻、在高度15°以上的天空同时能观测到4颗以上卫星 GPS投入使用，NNSS 于1996年12月停止使用 GPS基础教程 定位精度高 GPS相对定位精度在50km以内可达10-6 ，100-500km可达10-7 ，1000km可达10-9 。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm。 观测时间短 20KM以内快速静态相对定位，仅需15-20分钟；RTK测量时，当每个流动站与参考站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟。 测站间无须通视 可节省大量的造标费用。由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使选点工作甚为灵活，也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。 GPS基础教程 可提供三维坐标 GPS可同时精确测定测站点的三维坐标(平面+大地高)。通过局部大地水准面精化，GPS水准可满足四等水准测量的精度。 操作简便 全天候作业 GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行。 功能多、应用广 可用于测量、导航，精密工程的变形监测，还可用于测速、测时。 GPS的应用 （1）GPS应用于导航 主要是为船舶、汽车、飞机等运动物体进行定位导航。 船舶远洋导航和进港引水； 机航路引导和进场降落； 汽车自主导航； 地面车辆跟踪和城市智能交通管理； 紧急救生；个人旅游及野外探险； 个人通讯终端（与手机，PDA，电子地图等集一体）。 GPS基础教程 GPS应用于高精度测量 各种等级的大地测量，控制测量； 道路和各种线路放样； 水下地形测量； 地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测； GIS数据动态更新；工程机械（轮胎吊，推土机等）控制；精细农业。 GPS应用于授时校频 GPS基础教程 24 颗 卫 星 分 布 在相对于赤道的倾角为 55 度 的 6 个 轨 道 平 面 上， 每 个 轨 道 面 上 布 有 4 颗 卫 星 卫 星 高 约 20200 Km GPS卫星与星座 5 个 监 控 站 完成对GPS卫星信号的连续观测，