gps原理及应用64543

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1、GPS定位原理及应用简介一、GPS的定义及历史1．定义全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）,是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。2．GPS的产生与发展——由TRANSIT到GPS1957年10月第一颗人造地球卫星上天，电子导航应运而生利用多普勒频移原理1964年建成

2、子午卫星导航定位系统(TRANSIT)。美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用。经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。二、GPS的组成GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户GPS接收机三部分组成。1、空间部分由21颗工作卫星和3颗备用卫星。GPS卫星图片1截止2004年3月为止，在轨卫星共29颗，星号为1－11，13－18，20－31。目前，GPS星座已真正实现全球覆盖，不再有盲区，全天24小时任何时间都能精密定位。GPS卫星图片22、地面控制部分。Colorad

3、osprings55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein1个主控站:Coloradosprings(科罗拉多.斯平士)。3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、DiegoGarcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。5个监控站：以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。3、用户接收机部分GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。大地型接收机又分单频型和双频型。图片：导航型GPS机手持型GPS机图片：大地型GPS接收机单频机双频机GPS特点：1、定位精度高应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50

4、KM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。2、观测时间短随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。3、测站间无须通视4、可提供三维坐标经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。目前GPS水准可满足四等水准

5、测量的精度。5、操作简便随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。使野外工作变得轻松愉快。6、全天候作业目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。7、功能多、应用广GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0。1M/S，测时的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。三、GPS定位方法分类（1）绝对/单点定位(pointpositioning)——确定观测点在WGS

6、-84系中的坐标，即绝对位置。（2）相对定位(relativepositioning)——确定确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法。GPS定位原理四、GPS的后处理测量方法1．静态测量(staticsurveying)（1）方法：将几台GPS接收机安置在基线端点上，保持固定不动，同步观测4颗以上卫星。可观测数个时段，每时段观测十几分钟至1小时左右。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。（2）用途是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、工程测量。（3）精度可达到（3mm+1pp

7、m）2．动态测量(kinematicsurveying)（1）方法：先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第1点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15km。（2）用途：适用于精度要求不高的碎部测量等。（3）精度：可达到（10mm+1ppm）图形：相对定位模式静态相对定位模式流动站动态相对定位模式基准站五、GPS实时动态定位（RTK）方法1．RTK(real-timekinematic)工作原理及方法与动态相对定位方法相比，定位模式相

8、同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。2．RTK用途：适用于精度要求不高的施工放样及