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-0-目錄第一章GPS測量原理.-1-一GPS簡介.-1-二GPS的組成.-1-1、空間衛(wèi)星部分.-1-2、地面監(jiān)控部分.-1-3、用戶接收部分.-2-三GPS信號.-2-四GPS誤差.-2-1與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素.-3-2與信號傳播有關(guān)的誤差.-3-3儀器本身的誤差.-3-五坐標(biāo)系統(tǒng).-4-1坐標(biāo)系的分類.-4-2GPS測量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng).-5-六GPS工作原理.-5-1衛(wèi)星三角測量.-5-2衛(wèi)星測距碼.-6-3精確的時間.-6-4衛(wèi)星的分布.-6-5誤差的調(diào)整.-7-七差分原理.-7-1GPS差分定位技術(shù).-7-2差分GPS定位原理.-7-3差分GPS定位的種類.-7-八GPS系統(tǒng)應(yīng)用.-8-九專業(yè)術(shù)語介紹.-8-第二章接收機硬件設(shè)備介紹.-12-一GPSPATHFINDERPROXT/XH.-12-二GEO手持系列（GEOXH/XT/XM）.-12-三GPSRECONCARD.-14-四GPSPATHFINDERXB.-14-五GPSPATHFINDERXC.-14-六JUNOST.-14-第三章TERRASYNC野外采集軟件.-15-一什么是TERRASYNC軟件.-16-二TERRASYNC安裝.-16-1ActiveSync程序.-16-2在GeoCE移動設(shè)備上安裝TerraSync程序.-16-3在CE設(shè)備上安裝中文語言包.-19-4TerraSyncUpdater實用程序.-19-三TERRASYNC軟件區(qū)域.-20-1TerraSync軟件的五個組成區(qū)域.-20-2區(qū)域結(jié)構(gòu).-21-3各區(qū)域菜單介紹.-23-（1）安裝.-23-（2）狀態(tài).-25-（3）數(shù)據(jù).-27-（4）導(dǎo)航.-29-（5）地圖.-30-四TERRASYNC軟件各功能.-30-1查看GPS狀態(tài)：.-30-2配置GPS滑標(biāo)：.-31-3采集新數(shù)據(jù).-31-4更新數(shù)據(jù).-34-5記錄平均頂點.-34-6選擇對應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng).-35-7圖形區(qū)域各界面按鍵功能：.-36-8設(shè)置和清除導(dǎo)航起點和目標(biāo).-39-9采集要素時的選項描述.-40-10更新位置.-42-第四章移動設(shè)備硬軟件操作的注意事項.-42-一死機的處理.-42-二TERRASYNC軟件鏈接文件的丟失.-43-三TERRASYNC軟件的圖形菜單無法顯示其信息.-43-四屏幕的校準(zhǔn).-43-五快捷鍵的設(shè)置.-44-六TERRASYNC軟件數(shù)據(jù)所在的目錄.-44-七TERRASYNC軟件.-45-八ACTIVESYNC的連接.-46-九如何使面積單位和數(shù)值正常顯示.-46-第五章GPSPATHFINDEROFFICE后處理軟件.-47-一GPSPATHFINDEROFFICE軟件的安裝.-48-二啟動GPSPATHFINDEROFFICESOFTWARE軟件.-53-三GPS采集數(shù)據(jù).-64-四PATHFINDEROFFICE軟件的各功能.-66-1-第一章GPS測量原理一GPS簡介GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的字頭縮寫詞NAVSTAR/GPS的簡稱，它的含義是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距，以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。它是美軍70年代初在“子午衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)NNSS系統(tǒng)”的技術(shù)上發(fā)展而起的具有全球性、全能性（陸地、海洋、航空與航天）、全天候性優(yōu)勢的導(dǎo)航定位、定時、測速系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)全天候、連續(xù)、實時的三維導(dǎo)航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位。二GPS的組成1973年12月，美國國防部正式批準(zhǔn)陸海空三軍共同研制導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)-全球定位系統(tǒng)（GPS）。整套GPS定位系統(tǒng)由三個部分組成的，即由GPS衛(wèi)星組成的空中部分、由若干地面站組成的地面監(jiān)控系統(tǒng)、以接收機為主體的用戶設(shè)備。三者有各自獨立的功能和作用，但又是有機地配合而缺一不可的整體系統(tǒng)。1、空間衛(wèi)星部分GPS的空間部分由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成，這些GPS工作衛(wèi)星共同組成了GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動備用衛(wèi)星。這24顆衛(wèi)星分布在6個傾角為55,高度約為20000公里的高空軌道上繞地球運行。衛(wèi)星的運行周期約為12恒星時。完整的工作衛(wèi)星星座保證在全球各地可以隨時觀測到4-8顆高度角為15以上的衛(wèi)星,若高度角在5則可達到12顆衛(wèi)星。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進行工作。2、地面監(jiān)控部分GPS的控制部分由分布在全球的若干個跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，根據(jù)其作用不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。（1）主控站的作用：主控站擁有大型電子計算機，用作為主體的數(shù)據(jù)采集、計算、傳輸、診斷、編輯等工作，-2-它完成下列功能:A、采集數(shù)據(jù)：主控站采集各監(jiān)控站所測得的偽距和積分多普勒觀測值、氣象要素、衛(wèi)星時鐘和工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)、監(jiān)測站自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)等B、編輯導(dǎo)航電文（衛(wèi)星星歷、時鐘改正數(shù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)及大氣改正數(shù)）并送入注入站。C、診斷地面支撐系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作、診斷衛(wèi)星健康狀況并向用戶指示的功能。D、調(diào)整衛(wèi)星誤差。（2）監(jiān)控站的作用：監(jiān)測站的主要任務(wù)是對每顆衛(wèi)星進行觀測，并向主控站提供觀測數(shù)據(jù)。每個監(jiān)控站配有GPS接收機，對每顆衛(wèi)星長年連續(xù)不斷地進行觀測，每6秒進行一次偽距測量和積分多普勒觀測，采集氣象要素等數(shù)據(jù)。監(jiān)測站是一種無人值守的數(shù)據(jù)采集中心，受主控站的控制，定時將觀測數(shù)據(jù)送往主控站。（3）注入站的作用：主控站將編輯的衛(wèi)星電文傳送到位于三大洋的三個注入站，定時將這些信息注入各個衛(wèi)星，然后由GPS衛(wèi)星發(fā)送給廣大用戶。3、用戶接收部分GPS用戶部分由GPS接收機（移動站、基準(zhǔn)站等）、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)用戶設(shè)備,如計算機氣象儀器等所組成。它的作用是接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號，利用這些信號進行導(dǎo)航定位等工作。三GPS信號GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)屬于無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，用戶只需通過接收設(shè)備接收衛(wèi)星播的信號就能測定衛(wèi)星信號傳播時間延遲或相位延遲,解算出接收機與GPS衛(wèi)星間的距離（稱為偽距），確定接收機位置。GPS衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號-偽隨機碼，即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60HMz的L2載波，它們的頻率分別是基本頻率10.23MHz的154倍和120倍，它們的波長分別為19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分別調(diào)制著多種信號，這些信號主要有：1、C/A碼：C/A碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在L1載波上，C/A碼是普通用戶用以測定接收機到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號。2、P碼：P碼又被稱為精碼，它被調(diào)制在L1和L2載波上，一般用戶無法利用P碼來進行導(dǎo)航定位。3、Y碼：P碼與W碼進行模二相加生成保密的Y碼。4、導(dǎo)航信息：導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1載波上，其信號頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘改正數(shù)和其它一些系統(tǒng)參數(shù)。用戶一般需要利用此導(dǎo)航信息來計算某一時刻GPS衛(wèi)星在地球軌道上的位置，導(dǎo)航信息也被稱為廣播星歷。四GPS誤差-3-利用GPS定位時，GPS衛(wèi)星播發(fā)的信號受各種因素影響，使得測量結(jié)果產(chǎn)生誤差，精度下降。影響GPS定位精度的因素可分為下列幾個方面：1與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素（1）SA政策:美國政府從其國家利益出發(fā)，通過對導(dǎo)航電文采用技術(shù)、對GPS衛(wèi)星基準(zhǔn)頻率加入高頻抖動（技術(shù)）、對P碼采用譯密技術(shù)（P碼經(jīng)過譯密技術(shù)處理成Y碼-反電子欺騙AS政策），人為降低普通用戶利用GPS進行導(dǎo)航定位時的精度。單機定位誤差達100m。現(xiàn)已取消SA政策，單機誤差約15m。（2）衛(wèi)星星歷誤差:衛(wèi)星星歷是GPS衛(wèi)星定位中的重要數(shù)據(jù)。衛(wèi)星星歷是由地面監(jiān)控站跟蹤監(jiān)測GPS衛(wèi)星測定的。由于地面監(jiān)控站測試的誤差以及衛(wèi)星在空中運行受到多種攝動力影響，地面監(jiān)測站難以充分可靠地測定這些作用力的影響，使得測定的衛(wèi)星軌道會有誤差。（3）衛(wèi)星鐘差:衛(wèi)星鐘差是GPS衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時與GPS標(biāo)準(zhǔn)時間之間會有偏差和漂移，并且隨著時間的推移而發(fā)生變化。而GPS定位所需要的觀測量都是以精密測時為依據(jù)，衛(wèi)星鐘差會對偽碼測距和載波相位測量產(chǎn)生誤差。當(dāng)衛(wèi)星鐘差總量達到1ms時，產(chǎn)生的等效距離誤差可達300KM（4）地球自轉(zhuǎn)的影響：GPS定位采用的坐標(biāo)是協(xié)議地球坐標(biāo)系，地面接收到衛(wèi)星信號時與地球固連的協(xié)議坐標(biāo)系相對于衛(wèi)星發(fā)射瞬間的位置已產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)(繞Z軸旋轉(zhuǎn))，這樣接收到的衛(wèi)星信號會有時間延遲。（衛(wèi)星發(fā)送信號瞬間坐標(biāo)與接收機接收的瞬間坐標(biāo)產(chǎn)生位置上的旋轉(zhuǎn)）。（5）發(fā)射天線相位中心偏差:發(fā)射天線相位中心偏差是GPS衛(wèi)星上信號發(fā)射天線的標(biāo)稱相位中心與其真實相位中心之間的差異。2與信號傳播有關(guān)的誤差（1）電離層延遲:地球周圍的電離層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。（2）對流層延遲:由于地球周圍的對流層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對流層延遲。（3）多路徑效應(yīng):由于接收機周圍環(huán)境的影響，使得接收機所接收到的衛(wèi)星信號中還包含有各種反射和折射信號的影響，這些信號會相互疊加，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。3儀器本身的誤差（1）接收機鐘差:接收機石英鐘與衛(wèi)星的原子鐘鐘面時間的誤差。（2）接收機天線相位中心偏差:GPS接收機天線的標(biāo)稱相位中心與其真實的相位中心之間的差異。-4-（3）接收機軟件和硬件造成的誤差:在進行GPS定位時，定位結(jié)果還會受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影響。4其他方面影響（1）GPS控制部分人為或計算機造成的影響:由于GPS控制部分的問題或用戶在進行數(shù)據(jù)處理時引入的誤差等。（2）數(shù)據(jù)處理軟件的影響:數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對定位結(jié)果的影響。五坐標(biāo)系統(tǒng)1坐標(biāo)系的分類所謂坐標(biāo)系指的是描述空間位置的表達形式，即采用什么方法來表示空間位置。如直角坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系等。在測量中，常用的坐標(biāo)系有以下幾種：（1）空間