gps及其在精密单点定位中的应用(中英双语译文)

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1、附录A译文GPS及其在精密单点定位中的应用1概述GPS技术己成为测绘中建立控制大地控制网的有效手段。要实现这一技术，至少确切知道一点在WGS84坐标系屮的绝对坐标。若某点在WGS84坐标系屮的坐标未知，且要用它做控制点，则可利用单点定位技术，为了建立基准站，可以在该点位上进行连续3天数个小时的观测。这种方法可获得精确的二维平面坐标，但用这种方法所获得的高程精度却很低。然而，随着GPS技术的发展，其单点定位精度不断提高，因此，此项研究具有重要的意义。在测绘过程中，控制网的建立是一项重要的工作。测绘成果的精度直接取决于控

2、制网的布设的好坏。控制网是由一组高精度且已知三维坐标(X,Y,Z)的点组成的，其质量由精度决定，而其它点位精度由控制点决定。所以，为了实现高精确度的定位，应采用可靠的而准确的测量方法。尽管现在的一些技术能够建立控制网，提供满足用户要求的三维坐标，但最好的定位技术是在满足上述条件外，还能使费用最少。GPS精密单点定位就是这样的一种技术。2GPS简介自从五七年第一颗人造卫星上天，六十年代的人造卫星导航定位技术，七十年代美国军方开始发展GPS(GlobalPositioningSystem)卫星导航定位系统，直至1995年

3、4月27日美国国防部宣部“GPS系统已具备全部运作能力”。GPS计划的实现历时23年，耗资200多亿美元，前后共发射35颗卫星，目前仍在轨道上正常工作的有二25颗卫星，其中1颗为实验卫星，24颗为工作卫星。它具有海、陆、空全方位实吋三维导航与定位能力，是美国第二代卫星导航系统，其特点是全天候、高精度、应用广，是迄今最好的导航定位系统。它广泛的应用价值，引起了各国科学家的关注和研究，前苏联和西欧各国的科学家在积极开发利用GPS信号资源的同吋，还致力于研究开发各自的卫星导航定位系统，如前苏联建成的GLONASS卫星导航系

4、统，我国也在致力于发展自己的卫星导航定位系统。同时，它的出现也导致了测绘行业一场深刻的技术变革。2.1GPS的组成由三大部分组成，即空间部分、地面监控部分、用户设备部分。2.2空间部分GPS系统的空间部分是指GPS工作卫星星座，其由24颗卫星组成，其中21颗工作卫星，3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。卫星轨道平面与地球赤道面倾角为55°,各个轨道平面的升交点赤经相差60°,轨道平均高度为20200km.卫星运行周期为11小时58分(恒星时)，同一轨道上的各卫星的升交角距为90。，GPS卫星的上述时空配置，基木保证了

5、地球上任何地点，在任何时刻均至少可以同时观测到4颗卫星，以满足地面用户实时全天候精密导航和定位。GPS卫星的主体呈圆柱形，直径约为1.5m,重约774kg,两侧各安装两块双叶太阳能电池板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作用电。每颗卫星带有四台高精度原子钟，其中2台为御钟，2台为艳钟。GPS卫星上设有微处理机，可以进行必要的数据处理工作，它主要的3个基本功能：根据地面监控指令接收和储存由地面监控站发来的导航信息，调整卫星姿态、启动备用卫星；向GPS用户播送导航电文，提供导航和定位信息；通过高精度卫星钟向用户提供精密的

6、时间标准。2.3地面监控部分由5个地面站组成。1个主控站，其位于美国本土科罗拉多斯平土(ColoradoSpings)的联合空间执行中心CSOC,3个注入站，其分别设在印度洋的迭哥加西、南大西洋的阿松森岛和南太平洋的卡瓦加兰。5个监控站，其中4个与主控站、注入站重叠，另外一个设在夏威夷。主控站的主要任务为：根据各监控站提供的观测资料推算编制各颗卫星的星历、卫星钟差、和大气层修正参数并把这些数据传送到注入站；提供GPS系统的时间标准；调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行；启用备用卫星以取代失效的工作卫星。注入站的主

7、要任务为：在主控站的控制下，把主控站传来的各种数据和指令等正确并适时地注入到相应卫星的存储系统。监测站的主要任务为：给主控站编算导航电文提供观测数据,每个监控站均用GPS信号接收机，对每颗可见卫星每6秒钟进行一次伪距测量和积分多普勒观测，并采集气象要素等数据。2.4用户接收设备部分由GPS接收机破件和相应的数据处理软件以及微处理机及其终端设备组成。其主要功能是接收GPS卫星发射的信号，获得必要的导航和定位信息及观测量，并经简单数据处理实现实时导航和定位，用后处理软件包对观测数据进行精加工，以获取精密定位结果。3GPS

8、用于导航定位的特点GPS导航定位系统Z所以在许多领域得到广泛应用，出现了与GPS系统相关的产业,这都得益于其木身所具有的诸多优点，概括起来主要有以下几个方面。•定位精度高通过很多应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50km以内可达10"6,100km〜500km可达10*7,1000km以上可达10力，在300-1500m工程精密定位中，1小