全球定位系统(gps)技术浅谈　

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1、全球定位系统(GPS)技术浅谈(1.内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院，内蒙古乌海016000；2.安徽省XX市地勘局312地质队，安徽XX233020)摘要：文章介绍了GPS测量的原理、特点及GPS定位仪的分类，并介绍了本单位GPS技术的应用情况。关键词：GPS定位系统；测量；应用中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)07—0218—02GPS定位技术，是当今世界发展最为迅速的科学技术之一。它已被广泛应用于军事、航空航天、交通运输、航海等诸多领域。GPS定位技术的高度自动化及所

2、达到的高精度和具有的发展潜力，也引起了广大测量工作者的极大兴趣并已在测量工作中得到较为广泛的应用，对经典大地测量学的各个方面产生了极其深刻的影响。在大地测量学及其相关领域如海洋大地测量学、卫星遥感、工程变形监测、精密工程测量、地壳运动监测、城市控制网的改善等方面的应用及其所取得的成功经验，充分地显示了这一卫星定位技术的高精度、高效益，充分地展示了它的显著的优越性和巨大潜力。自90年代起，全国各测绘部门逐步引进了GPS定位设备，并在不断地提高它的应用技术、扩展它的应用范围、改进它的应用质量已逐步由静态定位发展到动态定

3、位、由单频发展到双频，GPS定位系统的接收数据通道、性能等也在不断的扩展与改进，并在控制测量、工程测量、地形测量等方面发挥了巨大作用。根据生产和业务发展的需要，第八地质矿产勘查开发院先后引进美国产tmbIe静态GPS三台套一套中海达仪器公司生产的HD-6000及V8动态GPS三台套各一套，由此开始了GPS定位技术的全面应用。1GPS定位系统的构成全球定位系统(GPS)主要由3部分组成，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。1.1空间星座部分全球定位系统的空间卫星星座部分，由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星

4、。工作卫星分布在6个轨道面内，每个轨道面上分布有4颗卫星。GPS卫星在空间上的上述配置，保障了在地球上任何地点、任何时刻均至少可以同时观测到4颗卫星，加之卫星信号的传播和接收不受天气的影响，因此GPS是一种全球性、全天候的连续实时定位系统。GPS卫星的基本功能是：接收和储存由地面监控站发来的导航信息，接收并执行监控站的控制指令；通过星载的高精度铯钟和铷钟提供精密的时间标准；向用户发送导航与定位信息；在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星的姿态和启用备用卫星。1.2地面监控部分GPS的地面监控部分主要由分布在全球的

5、5个地面站所组成，其中包括卫星监测站、主控站和信息注入站。1.2.1现在5个地面站均具有监测站的功能。监测站是在主控站的直接控制下的数据采集中心。站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感器。接收机对GPS卫星进行连续观以采集数据和监测卫星的工作状况。原子钟提供时间标准，而环境传感器收集有关当地的气象数据。所有观测资料由计算机进行初步处理并储存和传送到主控站，用以确定卫星的精密轨道。1.2.2主控站。主控站一个，设在科罗拉多。主控站除协调和管理所有地面站监控系统的工作外，其主要任务是:

6、①根据本站和其他监测站的所有观测资料推算和编制各卫星星历、卫星钟差和大气层的修正参数等，并把这些数据传送到注入站。②提供全球定位系统的时间基准。各监测站和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，并把这些钟差信息编入导航电文送到注入站。③调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行；启用备用卫星以代替失效的工作卫星。1.2.3信息注入站。注入站有3个。注入站的主要任务是在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其他控制指令等注入到相应卫星的存储系统并监测注入信息的正确性。1.3用

7、户设备部分用户设备主要由GPS接收机硬件和数据处理软件以及微处理机及其终端设备组成，而GPS接收机的硬件一般包括主机、天线和电源。用户设备的主要任务是接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息及观测量，并经数据处理而完成导航和定位工作。2GPS定位的方法分类利用GPS进行定位的方法有多种，若按参考点的一同位置则可分为：①绝对定位（或单点定位）。即在地球协议坐标系统中，确定观测站相对地球质心的位置。这时，可认为参考点与地球质心重合。②相对定位。即在地球协议坐标系统中，确定观测站与某一地面参考点之间的相对的位

8、置。如果按用户接收机天线在测量中所处的状态，则定位方法可分为：①静态定位。即在定位过程中，接收机天线的位置是固定的，处于静止状态，通常是指待定点的位置相对其周围的点位没有发生变化，或变化极其缓慢以致在观测期内（例如数天或数星期）可以忽略。②动态定位。即在定位过程中，接收机天线处于运动状态。而在绝对定位中和相对定位中，又都可能包括静态定位与动态定位两种方式。3