全球卫星定位系统GPS.ppt

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1、全球卫星定位系统GPS第五节GPS概述第六节GPS的组成第七节GPS坐标系统原理第八节GPS卫星定位原理第九节GPS测量的设计与实施GPS仪器基本操作7/16/20211第五节GPS概述GPS到底是什么哪?GPS计划始于1973年，已于1994年进入完全运行状态。GPS的整个系由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成：第五节GPS概述GPS即全球定位系统，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

2、精度的精密定位。7/16/20212GPS定位测量特点一、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。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

3、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测量的精度。7/16/202135、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

4、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。7/16/20214第六节GPS系统的组成空间部分：提供星历和时间信息发射伪距和载波信号提供其它辅助信息地面控制部分：中心控制系统实现时间同步跟踪卫星进行定轨用户部分：接收并测卫星信号记录处理数据提供导航定位信息7/16/20215空间部分24颗卫星（21+3）6个轨道平面55º轨道倾角20200km轨道高度（地面高度）12小时（恒星时）轨道周期5个多小时出现在地平线以上（每颗星）7/16/20216地面控制

5、部分一个主控站：科罗拉多•斯必灵司三个注入站：阿松森（Ascencion)迭哥•伽西亚(DiegoGarcia)卡瓦加兰(kwajalein)五个监测站=1个主控站+3个注入站+夏威夷（Hawaii)55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajaleinColoradosprings7/16/20217用户部分通用接收机（定位型）：导航型接收机一般情况下无数据输出的记录存储设备天线前置放大器电源部分射电部分微处理器数据存器显示控制器供电信号信息命令数据供电，控制供电数据控制7/16/20218第七

6、节GPS坐标系统原理WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的交点，Y轴与X轴和Z轴构成右手系。7/16/20219一、GPS定位方法分类（1）绝对/单点定位(pointpositioning)——确定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。（2）相对定位(relativepositioning)——确定观测点在国家或地方独立坐

7、标系中的坐标，即相对位置。第八节GPS卫星定位原理7/16/202110二、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。7/16/202111（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（5mm+1ppm）7/16/202112GPS静态定位在测量中的应用GPS静态

8、定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。其中，较为常见的方面是利用GPS建立各种类型和等级的控制网，在这些方面，GPS技术已基本上取代了常规的测量方法，成为了主要手段。较之于常规方法，GPS在布设控制网方面具有以下一些特点：7/16/202113测量精度高：GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量手段，GPS基线向量的相对精度一般在10-5~