《GPS测量原理及应用》武大第三版,复习资料

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1、第一章绪论1.GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座，地面控制部分——地面监控系统，用户设备部分——GPS信号接收机。2.GPS卫星星座部分：由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。24颗在轨卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°。在地球表面上任何地点任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达9颗卫星。3.GPS卫星的作用：第一，用L波段的两个无线载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号。第二，在卫星飞越注

2、入站上空时，接收由地面注入站用S波段发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号电路，适时地发送给广大用户。第三，接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时地改正运行偏差或启用备用时钟等。4.地面监控系统：1个主控站（美国科罗拉多）3个注入站（阿森松岛,迪哥加西亚岛，卡瓦加兰）5个监控站（1+3+夏威夷）5.GPS信号接收机的任务是：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，

3、解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。6.GPS系统的特点：定位精度高，观测时间短，测站间无需通视，可提供三维坐标，操作简便，全天候作业，功能多，应用广。7.GPS系统的应用前景:①用于建立高精度的国家性大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数②用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘③用于监测地球板块运动状态和地壳形变④用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段⑤用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置.8.我国的GPS定位技术的应用和发展情况：

4、在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精化大地水准面；在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程；在航空摄影测量方面，我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段；在地球动力学方面，GPS技术用于全球板块运动监测和区域板块运动监测；此外，GPS技术还用于海洋测量、水下地形测绘、军事国防、智能交通、邮电

5、通信、地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地管理、环境监测、金融、公安等部门和行业。第二章坐标系统和时间系统1、天球：指以地球质心为中心，半径r为任意长度的一个假想球体，为建立球面坐标系统，必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。天球坐标系2、天球坐标系：以天球及天球上的点线圈为基础所建立的坐标系。3、天球坐标系的基准点：春分点；天球坐标系的基准面：天球赤道面。4、天球坐标系的特点：与地球自转无关，用于描述卫星的运行位置和状态。5、分类三种：瞬时真天球坐标系，瞬时平天球坐标系，协议天球坐标系；6、分类三种关系：协

6、议天球坐标系——岁差——瞬时平天球坐标系——章动——瞬时真天球坐标系。地球坐标系7、地球坐标系：以地球及地球上的点线圈为基础所建立的坐标系8、地球坐标系的基准面：地球赤道面；地球坐标系的基准点：地球赤道面和格林尼治时间子午面的交点。9、地球坐标系的特点：随同地球自转，用于描述地面观测站的位置。10、分类两种：瞬时地球坐标系，协议地球坐标系。11、分类两种关系：协议地球坐标系——极移——瞬时地球坐标系。站心坐标系12、站心坐标系：以测站及测站上的点线圈为基础建立的坐标系。13、站心坐标系特点：随同地球自转，用于描述地面

7、观测站与卫星的关系、卫星在空中的分布情况。14、分类两种：站心地平直角坐标系，站心极坐标系。15.完全定义一个空间直角坐标系必须明确：①坐标原点位置②三个坐标轴的指向③长度单位.16.参心坐标系和质心坐标系的定义：参心是椭球的几何中心，质心是椭球的质量中心17.岁差：春分点除因地球自转轴方向改变引起的变化外还因黄道的缓慢变化而变化18.章动：地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的周期性运动。19.我国目前常用的两个国家大地坐标系统：①1954年北京坐标系（参心坐标系）②1980年国家大地坐标系（参心坐标系，大地原点设

8、在我国西部—陕西省泾阳县永乐镇）20、坐标转换方法：七参数法（3个平移参数，3个旋转参数，1个尺度参数）；多项式拟合法。21、坐标转换：协议地球坐标系—极移改正—瞬时极地球坐标系—旋转时角—真天球坐标系—岁差—平天球坐标系—章动—协议天球坐标系22、长时间计时方法：阳历（儒略历，格里历），阴历，阴阳历；儒略日，简化儒略日，GPS周（GPS系统中