測量GNSS技術發(fā)展

1、空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 GPS定位技術及應用定位技術及應用 GNSS技術的最新進展及2000坐 標系簡介 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSSGNSS） 定義定義 具有全球?qū)Ш蕉ㄎ荒芰Φ男l(wèi)星定位導航系統(tǒng)稱為全球具有全球?qū)Ш蕉ㄎ荒芰Φ男l(wèi)星定位導航系統(tǒng)稱為全球 衛(wèi)星導航系統(tǒng)，英文全稱為衛(wèi)星導航系統(tǒng)，英文全稱為Global Navigation Global Navigation Satellite SystemSatellite System，簡稱為，簡稱為GNSSGNSS。 實際系統(tǒng)實際系統(tǒng) 美國的全球衛(wèi)

2、星定位系統(tǒng)（美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPSGPS） 俄羅斯的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)俄羅斯的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)GLONASSGLONASS 正在發(fā)展研究的有歐盟的正在發(fā)展研究的有歐盟的GALILEOGALILEO系統(tǒng)系統(tǒng) 中國北斗衛(wèi)星導航廣域增強系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導航廣域增強系統(tǒng) 實現(xiàn)中國及其周邊海域的區(qū)域定位導航系統(tǒng)。實現(xiàn)中國及其周邊海域的區(qū)域定位導航系統(tǒng)。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 GPSGPS全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) 擁有者擁有者 美國美國 發(fā)展簡史發(fā)展簡史 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPSGPS）計劃自）計劃自19731973年起步，年起步，19781978年

3、首次年首次 發(fā)射衛(wèi)星，發(fā)射衛(wèi)星，19941994年完成年完成2424顆中高度圓軌道（顆中高度圓軌道（MEOMEO）衛(wèi)星組網(wǎng)，）衛(wèi)星組網(wǎng)， 共歷時共歷時1616年、耗資年、耗資120120億美元。至今，已先后發(fā)展了三代衛(wèi)億美元。至今，已先后發(fā)展了三代衛(wèi) 星。星。 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 空間部分空間部分 控制部分控制部分 用戶部分用戶部分 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 GLONASS全球定位系統(tǒng) 擁有者擁有者 俄羅斯俄羅斯 發(fā)展簡史發(fā)展簡史 由前蘇聯(lián)從由前蘇聯(lián)從8080年代初開始建設的與美國年代初開始建設的與美國GPSGPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定 位系統(tǒng)，現(xiàn)在由俄

4、羅斯空間局管理。位系統(tǒng)，現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。GLONASSGLONASS的整體結構類似于的整體結構類似于 GPSGPS系統(tǒng)，其主要不同之處在于星座設計和信號載波頻率和衛(wèi)星系統(tǒng)，其主要不同之處在于星座設計和信號載波頻率和衛(wèi)星 識別方法的設計不同。目前因經(jīng)濟問題，星座中衛(wèi)星缺失太多，識別方法的設計不同。目前因經(jīng)濟問題，星座中衛(wèi)星缺失太多， 暫時不能連續(xù)實時定位。暫時不能連續(xù)實時定位。 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 地面監(jiān)測控制站地面監(jiān)測控制站 用戶設備用戶設備 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 伽利略（伽利略（GALILEOGALILEO）全球定位系統(tǒng)）全球定位系統(tǒng)

5、擁有者擁有者 歐盟，中國參與歐盟，中國參與 發(fā)展簡史發(fā)展簡史 GALILEOGALILEO系統(tǒng)是歐洲自主的、獨立的全球多模式衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)，系統(tǒng)是歐洲自主的、獨立的全球多模式衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)， 提供高精度、高可靠性的定位服務，同時它實現(xiàn)完全非軍方控制、提供高精度、高可靠性的定位服務，同時它實現(xiàn)完全非軍方控制、 管理，可與美國的管理，可與美國的GPSGPS和俄羅斯的和俄羅斯的GLONASSGLONASS兼容，但比后兩者更安全、兼容，但比后兩者更安全、 更準確。計劃將于更準確。計劃將于20082008年完成，年完成，但從目前的情況來看，整個系統(tǒng)的但從目前的情況來看，整個系統(tǒng)的 建立還是遙遙無期建

6、立還是遙遙無期 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 GALILEOGALILEO系統(tǒng)由系統(tǒng)由3030顆衛(wèi)星組成，其中顆衛(wèi)星組成，其中2727顆工作星，顆工作星，3 3顆備份星。衛(wèi)星顆備份星。衛(wèi)星 分布在分布在3 3個中地球軌道（個中地球軌道（MEOMEO）上，軌道高度為）上，軌道高度為2361623616千米，軌道傾角千米，軌道傾角 5656度。每個軌道上部署度。每個軌道上部署9 9顆工作星和顆工作星和1 1顆備份星。顆備份星。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 中國北斗定位系統(tǒng)中國北斗定位系統(tǒng) 由三顆地球同步軌道衛(wèi)星組成，投資較少不具備全球由三顆地球同步軌道衛(wèi)星組成，投資較少不具備全球 覆

7、蓋能力，只能以地區(qū)為主。覆蓋能力，只能以地區(qū)為主。 先發(fā)射衛(wèi)星，再進行終端設備研發(fā)，不像先發(fā)射衛(wèi)星，再進行終端設備研發(fā)，不像GPS是軍民是軍民 應用一起開發(fā)。應用一起開發(fā)。 北斗系統(tǒng)需要接收機的返回信息，不像北斗系統(tǒng)需要接收機的返回信息，不像GPS屬于被動屬于被動 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 ”二代北斗導航系統(tǒng)二代北斗導航系統(tǒng)“計劃包括計劃包括4顆靜止星、顆靜止星、12顆中顆中 軌星和軌星和9顆高軌星。原定顆高軌星。原定2006年開始組網(wǎng)，年開始組網(wǎng)，2010年實年實 現(xiàn)全球精確覆蓋。目前時間推遲了，真正實現(xiàn)還沒有現(xiàn)全球精確覆蓋。目前時間推遲了，真正實現(xiàn)還沒有 時間表。時間表。 空間定位技術及應用 測量測量

8、GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 GPS現(xiàn)代化現(xiàn)代化 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 GPS現(xiàn)代化計劃 保護保護 采用一系列措施保護采用一系列措施保護GPSGPS系統(tǒng)不受敵方和黑客的系統(tǒng)不受敵方和黑客的 干擾，增加干擾，增加GPSGPS軍用信號的抗干擾能力，其中包軍用信號的抗干擾能力，其中包 括增加括增加GPSGPS的軍用無線電信號的強度。的軍用無線電信號的強度。 阻止阻止 阻止敵方利用阻止敵方利用GPSGPS的軍用信號。設計新的的軍用信號。設計新的GPSGPS衛(wèi)衛(wèi) 星型號（星型號（FF），設計新的），設計新的GPSGPS信號結構，增加頻信號結構，增加頻 道，將民用頻道道，將民用

9、頻道L1L1、L2L2、L5(1.17645GHz)L5(1.17645GHz)和軍用和軍用 頻道頻道L3L3、L4L4分開。分開。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 GPS現(xiàn)代化計劃現(xiàn)代化計劃 GPS將使用將使用Block IIR GPS衛(wèi)星，今后將陸續(xù)更新衛(wèi)星，今后將陸續(xù)更新12顆衛(wèi)顆衛(wèi) 星，星， 增強了信號的功率和種類增強了信號的功率和種類 兩種新型軍用信號，增強了加密和抗干擾能力兩種新型軍用信號，增強了加密和抗干擾能力 增加一種民用信號，提供不同頻率上的公開信號增加一種民用信號，提供不同頻率上的公開信號 在使用位置上可以直接校正電離層干擾，在使用位置上可以直接校正電

10、離層干擾， 實現(xiàn)實現(xiàn)GPS服務更加準確、有效、完整、可靠。服務更加準確、有效、完整、可靠。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 新信號概述新信號概述 除了除了IIR衛(wèi)星，衛(wèi)星，2005年還要發(fā)射波音年還要發(fā)射波音IIF衛(wèi)星衛(wèi)星 F批次衛(wèi)星除發(fā)射增強的批次衛(wèi)星除發(fā)射增強的L1、L2民用信號和民用信號和M碼外，將在碼外，將在 1176.45兆赫增加第兆赫增加第3個民用信號（個民用信號（L5），位于），位于960-1215MHZ L2載波上增加的第二個民用信號是載波上增加的第二個民用信號是L2C，能補償大氣傳輸不，能補償大氣傳輸不 穩(wěn)定性，提高民用導航精度到穩(wěn)定性，提高民用導航精度

11、到3-10米米 M碼采用新型的調(diào)制方法，和新一代加密技術，軍用和民用碼采用新型的調(diào)制方法，和新一代加密技術，軍用和民用 碼分離碼分離 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 PPP技術技術 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 精密單點定位技術（精密單點定位技術（3P） Precise Point PositioningPrecise Point Positioning，簡稱為，簡稱為PPPPPP。 原理原理 利用預報的利用預報的GPSGPS衛(wèi)星的精密星歷或事后的精密星歷作為已知坐衛(wèi)星的精密星歷或事后的精密星歷作為已知坐 標起算數(shù)據(jù)；同時利用某種方式得到的精密衛(wèi)星

12、鐘差來替代標起算數(shù)據(jù)；同時利用某種方式得到的精密衛(wèi)星鐘差來替代 用戶用戶GPSGPS定位觀測值方程中的衛(wèi)星鐘差參數(shù)；用戶利用單臺定位觀測值方程中的衛(wèi)星鐘差參數(shù)；用戶利用單臺 GPSGPS雙頻雙碼接收機的觀測數(shù)據(jù)在數(shù)千萬平方公里乃至全球范雙頻雙碼接收機的觀測數(shù)據(jù)在數(shù)千萬平方公里乃至全球范 圍內(nèi)的任意位置都可以圍內(nèi)的任意位置都可以2-4dm2-4dm級的精度進行實時動態(tài)定位或以級的精度進行實時動態(tài)定位或以 2-4cm2-4cm級的精度進行較快速的靜態(tài)定位級的精度進行較快速的靜態(tài)定位 精密單點定位技術是實現(xiàn)全球精密實時動態(tài)定位與導航的關鍵技精密單點定位技術是實現(xiàn)全球精密實時動態(tài)定位與導航的關鍵技 術

13、，也是術，也是GPSGPS定位方面的前沿研究方向。定位方面的前沿研究方向。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 優(yōu)點優(yōu)點 處理非差碼與相位觀測值，可利用的觀測值多且不相關處理非差碼與相位觀測值，可利用的觀測值多且不相關 可估計位置、鐘差及對流層延遲等參數(shù)可估計位置、鐘差及對流層延遲等參數(shù) 支持靜態(tài)模式和動態(tài)模式作業(yè)支持靜態(tài)模式和動態(tài)模式作業(yè) 只要有通訊鏈路支持，可在全球范圍內(nèi)應用只要有通訊鏈路支持，可在全球范圍內(nèi)應用 直接得到直接得到ITRF框架坐標框架坐標 關鍵技術及難點關鍵技術及難點 精密衛(wèi)星軌道及精密衛(wèi)星鐘差估計精密衛(wèi)星軌道及精密衛(wèi)星鐘差估計 非差模糊度求解問題非差模糊

14、度求解問題 相對于雙差定位模式，非差定位誤差處理更為復雜相對于雙差定位模式，非差定位誤差處理更為復雜 精密單點定位（精密單點定位（3P） 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 SBAS介紹 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 SBAS差分模式介紹差分模式介紹 SBAS SBAS 即即Space Based Augmentation SystemSpace Based Augmentation System，是利用地球靜止軌，是利用地球靜止軌 道衛(wèi)星建立的地區(qū)性廣域差分增強系統(tǒng)（星站差分），系統(tǒng)通過道衛(wèi)星建立的地區(qū)性廣域差分增強系統(tǒng)（星站差分），系統(tǒng)通過 衛(wèi)星向

15、外廣播差分信號，地面上的衛(wèi)星向外廣播差分信號，地面上的GPSGPS在接收在接收GPSGPS衛(wèi)星信號的同時，衛(wèi)星信號的同時， 還接收這些差分信號，從而提高單機定位精度。還接收這些差分信號，從而提高單機定位精度。 隨著隨著SBASSBAS測量系統(tǒng)的不斷完善和定位精度的逐步提高，測量系統(tǒng)的不斷完善和定位精度的逐步提高，SBASSBAS差分差分 測量應用越來越廣泛。測量應用越來越廣泛。 SBASSBAS即地區(qū)性廣域差分增強系統(tǒng)，可以為地區(qū)的差分接收系統(tǒng)提即地區(qū)性廣域差分增強系統(tǒng)，可以為地區(qū)的差分接收系統(tǒng)提 供持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)，在此基礎之上，發(fā)展了以接收供持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)，在此基礎之上，發(fā)展了以接收SBAS

16、SBAS信號為差信號為差 分輸入源的分輸入源的GPSGPS接收機。接收機。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 目前全球發(fā)展的目前全球發(fā)展的SBAS系統(tǒng)有：系統(tǒng)有： 歐空局接收衛(wèi)星導航系統(tǒng) (EGNOS)，覆蓋 歐洲大陸 美國的DGPS(Differential GPS)， 美國雷聲公司的廣域增強系統(tǒng) (WAAS)，覆蓋美洲大陸 日本的多功能衛(wèi)星增強系統(tǒng) （MAAS），覆蓋亞洲大陸 還有印度即將投入使用的 GAGAN系統(tǒng)，可以覆蓋東南 亞大部 MAAS衛(wèi)星的差分覆蓋范圍 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 SBAS系統(tǒng)工作特點系統(tǒng)工作特點 1、通過地球靜止衛(wèi)

17、星（GEO）發(fā)布包括GPS衛(wèi) 星星歷誤差改正、衛(wèi)星鐘差改正和電離層改的 信息； 2、通過GEO衛(wèi)星發(fā)播GPS和GEO衛(wèi)星完整的數(shù) 據(jù)； 3、GEO衛(wèi)星的導航載荷發(fā)射GPS L1測距信號。 4、在接收機上利用結算模型，利用GEO衛(wèi)星發(fā) 送的信息，結算出高精度的結果 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 網(wǎng)絡 CORS技術 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 網(wǎng)絡網(wǎng)絡CORSCORS技術技術 工作原理工作原理 網(wǎng)絡網(wǎng)絡CORS就是在一定區(qū)域內(nèi)建立多個（一般為三就是在一定區(qū)域內(nèi)建立多個（一般為三 個或三個以上）坐標為已知的個或三個以上）坐標為已知的GNSS基準站，對

18、該基準站，對該 地區(qū)構成網(wǎng)狀覆蓋，并以這些基準站為基準，計地區(qū)構成網(wǎng)狀覆蓋，并以這些基準站為基準，計 算和發(fā)播相位觀測值誤差改正信息，對該地區(qū)內(nèi)算和發(fā)播相位觀測值誤差改正信息，對該地區(qū)內(nèi) 的衛(wèi)星定位用戶進行實時改正的定位方式。的衛(wèi)星定位用戶進行實時改正的定位方式。 特點特點 覆蓋面廣，定位精度高，可靠性高，可實時提供覆蓋面廣，定位精度高，可靠性高，可實時提供 厘米級定位。厘米級定位。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 網(wǎng)絡網(wǎng)絡CORS相對于傳統(tǒng)相對于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢的優(yōu)勢 具有跨行業(yè)特性，可面向不同類型的用戶，不再局限于具有跨行業(yè)特性，可面向不同類型的用戶，不再局限于 測繪

19、領域及設站的單位與部門；測繪領域及設站的單位與部門； 可同時滿足不同需求的用戶在實時性方面的差異，能同可同時滿足不同需求的用戶在實時性方面的差異，能同 時提供時提供RTKRTK、DGPSDGPS、靜態(tài)或動態(tài)后處理、及現(xiàn)場高精度、靜態(tài)或動態(tài)后處理、及現(xiàn)場高精度 準實時定位的數(shù)據(jù)服務；準實時定位的數(shù)據(jù)服務； 參考站網(wǎng)的建立可部分取代常規(guī)測量布控參考站網(wǎng)的建立可部分取代常規(guī)測量布控 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 網(wǎng)絡網(wǎng)絡CORS相對于傳統(tǒng)相對于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢的優(yōu)勢 能兼顧不同層次的用戶對定位精度指標要求，提供覆蓋能兼顧不同層次的用戶對定位精度指標要求，提供覆蓋 米級、分米級

20、、厘米級的數(shù)據(jù)；米級、分米級、厘米級的數(shù)據(jù)； 覆蓋范圍廣、作業(yè)效率高，一次投資長期受益的特點，覆蓋范圍廣、作業(yè)效率高，一次投資長期受益的特點， 成為城市基礎設施建設新方向；成為城市基礎設施建設新方向； 提供穩(wěn)定、統(tǒng)一的參考坐標系給所有用戶共享，提供穩(wěn)定、統(tǒng)一的參考坐標系給所有用戶共享， 規(guī)范規(guī)范 基礎測繪數(shù)據(jù)；基礎測繪數(shù)據(jù)； 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 網(wǎng)絡CORS相對于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢 提高作業(yè)區(qū)域的精度一致性，降低系統(tǒng)誤差、提高外業(yè)提高作業(yè)區(qū)域的精度一致性，降低系統(tǒng)誤差、提高外業(yè) 數(shù)據(jù)質(zhì)量；數(shù)據(jù)質(zhì)量； 提高生產(chǎn)效率，單人測量系統(tǒng)成為提高生產(chǎn)效率，單人測量系統(tǒng)成為G

21、NSSGNSS主流作業(yè)模式主流作業(yè)模式 解決了重復的參數(shù)求取解決了重復的參數(shù)求取 提供了數(shù)據(jù)完整性監(jiān)控提供了數(shù)據(jù)完整性監(jiān)控 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 目前幾種網(wǎng)絡目前幾種網(wǎng)絡CORSCORS的算法的算法 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 現(xiàn)有的網(wǎng)絡現(xiàn)有的網(wǎng)絡CORS技術技術 根據(jù)發(fā)送網(wǎng)絡信息（改正模型）方法的不同，現(xiàn)有 的網(wǎng)絡CORS技術可以分為 虛擬參考站虛擬參考站（VRSVRS，Virtual Reference StationVirtual Reference Station） 區(qū)域改正參數(shù)區(qū)域改正參數(shù)（FKPFKP，F(xiàn)lchen-Korr

22、ektur-ParameterFlchen-Korrektur-Parameter） 主輔站技術主輔站技術（MAXMAX，Master-Auxiliary Corrections Master-Auxiliary Corrections ） - -網(wǎng)絡參考站系統(tǒng)（網(wǎng)絡參考站系統(tǒng)（NRSNRS，NET Reference Station NET Reference Station ） 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 虛擬參考站技術虛擬參考站技術(VRS) 流動站將自身的概略位置（流動站將自身的概略位置（GGA）發(fā)送給數(shù)據(jù)）發(fā)送給數(shù)據(jù) 處理中心，數(shù)據(jù)處理中心選擇用戶周圍的三個

23、處理中心，數(shù)據(jù)處理中心選擇用戶周圍的三個 參考站，并根據(jù)改正模型在用戶附近虛擬一個參考站，并根據(jù)改正模型在用戶附近虛擬一個 基準站，將虛擬基準站的數(shù)據(jù)通過與常規(guī)基準站，將虛擬基準站的數(shù)據(jù)通過與常規(guī)RTK 相同的方式發(fā)送給流動站相同的方式發(fā)送給流動站 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 VRS特點特點 全網(wǎng)電離層，對流層，軌道誤差模型化；全網(wǎng)電離層，對流層，軌道誤差模型化； 雙向數(shù)據(jù)通訊；雙向數(shù)據(jù)通訊； 用戶量受通訊能力的限制；用戶量受通訊能力的限制； 易于監(jiān)控和管理流動站用戶權限、作業(yè)；易于監(jiān)控和管理流動站用戶權限、作業(yè)； 使用使用NTrip協(xié)議可以很容易實現(xiàn)對用戶權限的管理

24、協(xié)議可以很容易實現(xiàn)對用戶權限的管理 發(fā)送內(nèi)容與傳統(tǒng)發(fā)送內(nèi)容與傳統(tǒng)RTK相同相同 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 區(qū)域改正參數(shù)技術（區(qū)域改正參數(shù)技術（ FKP） FKP是指利用是指利用GPS 基準站觀測數(shù)據(jù)基準站觀測數(shù)據(jù)(相位觀測值相位觀測值 和偽距觀測值等和偽距觀測值等) 及基準站已知坐標等信息及基準站已知坐標等信息,計算計算 得到基準網(wǎng)范圍內(nèi)與時間或空間相關的誤差改得到基準網(wǎng)范圍內(nèi)與時間或空間相關的誤差改 正數(shù)模型正數(shù)模型,然后利用測量點的近似坐標內(nèi)插出測然后利用測量點的近似坐標內(nèi)插出測 量點的誤差改正數(shù)量點的誤差改正數(shù),將它應用到觀測值中將它應用到觀測值中,從而消從而

25、消 除各種與時間和空間有關的誤差除各種與時間和空間有關的誤差,獲得高精度的獲得高精度的 定位結果。定位結果。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 區(qū)域改正參數(shù)技術（區(qū)域改正參數(shù)技術（FKP） 數(shù)據(jù)處理中心廣播主站的觀測值（與常規(guī)數(shù)據(jù)處理中心廣播主站的觀測值（與常規(guī)RTK 相同），同時通過相同），同時通過RTCM59廣播一組模型參數(shù)。廣播一組模型參數(shù)。 流動站根據(jù)自身位置和主站位置，以及與距離流動站根據(jù)自身位置和主站位置，以及與距離 有關的模型參數(shù)計算改正值，并用計算除的改有關的模型參數(shù)計算改正值，并用計算除的改 正值改正觀測值，從而進行正值改正觀測值，從而進行RTK定位。定位

26、。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 FKP技術特點技術特點 單向通訊（流動站不需要發(fā)送單向通訊（流動站不需要發(fā)送GGA） 無法兼容傳統(tǒng)無法兼容傳統(tǒng)RTK流動站，要求流動站能處理流動站，要求流動站能處理 RTCM59信息信息 單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具有良好單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具有良好 的隱蔽性；的隱蔽性； 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 主輔站技術（主輔站技術（MAX） 數(shù)據(jù)處理中心廣播主站觀測值（與常規(guī)數(shù)據(jù)處理中心廣播主站觀測值（與常規(guī)RTK相相 同），同時通過同），同時通過RTCM3.1 10141017消息發(fā)送消息發(fā)送 一組

27、輔站數(shù)據(jù)（只發(fā)送輔站改正數(shù)與主站改正一組輔站數(shù)據(jù)（只發(fā)送輔站改正數(shù)與主站改正 數(shù)的差值，以及輔站坐標與主站坐標的差值，數(shù)的差值，以及輔站坐標與主站坐標的差值， 為了減低傳輸負擔）。流動站收到廣播消息后，為了減低傳輸負擔）。流動站收到廣播消息后， 計算自身位置的改正數(shù)，并加到觀測值中，進計算自身位置的改正數(shù)，并加到觀測值中，進 行常規(guī)行常規(guī)RTK定位定位 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 MAX技術特點技術特點 數(shù)據(jù)量大，需要發(fā)送主站及一系列輔站的改正數(shù)據(jù)量大，需要發(fā)送主站及一系列輔站的改正 數(shù)；數(shù)； 單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具有良好單向數(shù)據(jù)通訊，用戶只接收不發(fā)播，具

28、有良好 的隱蔽性；的隱蔽性； 無法兼容常規(guī)無法兼容常規(guī)RTK流動站，需要流動站能處理流動站，需要流動站能處理 RTCM3.1 10141017信息；信息； 用戶量沒有限制；用戶量沒有限制； 不利于監(jiān)控和管理流動站用戶的作業(yè)和權限不利于監(jiān)控和管理流動站用戶的作業(yè)和權限 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 iMAX(Individual MAX) 增強了個人的應用增強了個人的應用 流動站發(fā)送流動站發(fā)送GGA 易于監(jiān)控和管理流動站用戶權限、作業(yè)；易于監(jiān)控和管理流動站用戶權限、作業(yè)； 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 網(wǎng)絡參考站系統(tǒng)網(wǎng)絡參考站系統(tǒng)(NRS) NRS

29、NRS（Net Reference Station Net Reference Station ）是南方公司）是南方公司 在虛擬參考站技術的基礎上，吸收其他網(wǎng)絡在虛擬參考站技術的基礎上，吸收其他網(wǎng)絡 CORSCORS技術優(yōu)點，結合中國實際進一步發(fā)展和延技術優(yōu)點，結合中國實際進一步發(fā)展和延 伸的自主創(chuàng)新成果伸的自主創(chuàng)新成果 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 NRS系統(tǒng)特點系統(tǒng)特點 特有的特有的DEEP-NRS技術，使網(wǎng)的可用性大大提高技術，使網(wǎng)的可用性大大提高 數(shù)據(jù)加密技術數(shù)據(jù)加密技術 支持支持NTrip協(xié)議，系統(tǒng)兼容國內(nèi)外各種型號的協(xié)議，系統(tǒng)兼容國內(nèi)外各種型號的GPS 支持

30、多種差分格式支持多種差分格式 RTCM2.x(含含RTD)、 CMR RTCA 、RTCM30 自定義圖形顯示自定義圖形顯示 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 GPSGPS產(chǎn)品產(chǎn)品 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 多樣、高端的多樣、高端的GPS產(chǎn)品成為主流產(chǎn)品成為主流 隨著電子信息終端技術的快速發(fā)展，隨著電子信息終端技術的快速發(fā)展，GPS產(chǎn)品產(chǎn)品 不斷向更輕、更小、更齊全功能方向發(fā)展，高端產(chǎn)不斷向更輕、更小、更齊全功能方向發(fā)展，高端產(chǎn) 品逐漸成為主線品逐漸成為主線 測量行業(yè)的測量行業(yè)的RTK產(chǎn)品產(chǎn)品 GIS個人手持定位系統(tǒng)個人手持定位系統(tǒng) 空間定位技術

31、及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CORS系統(tǒng)下的網(wǎng)絡系統(tǒng)下的網(wǎng)絡RTK主機主機 工作模式在網(wǎng)絡基站的支持下，方便程度達到最工作模式在網(wǎng)絡基站的支持下，方便程度達到最 大化大化 主要是開放的天空，對野外工作者來說，就是完主要是開放的天空，對野外工作者來說，就是完 全全“無腦化無腦化”的作業(yè)模式的作業(yè)模式 改善了原來常規(guī)測量的流程，直接從最高級別控改善了原來常規(guī)測量的流程，直接從最高級別控 制點制點“CORS基站基站”下發(fā)展控制和最細部的測量點下發(fā)展控制和最細部的測量點 需要一個系統(tǒng)的支持，網(wǎng)絡需要一個系統(tǒng)的支持，網(wǎng)絡RTK機房中心的支持機房中心的支持 需要通訊系統(tǒng)的支持需要通訊系統(tǒng)的支

32、持 大量的單臺流動站和單人測量系統(tǒng)工作模式會快大量的單臺流動站和單人測量系統(tǒng)工作模式會快 速進入各個測量單位速進入各個測量單位 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 進口進口RTK廠商廠商 天寶（天寶（R8、R6） 阿斯泰克（阿斯泰克（Z-X，Z-Max） 加瓦特（加瓦特（ 凱旋凱旋-1和凱旋和凱旋-4） 拓普康（拓普康（HiPer Pro、GR-3 ） Novatel （最主要的（最主要的OEM廠商）廠商） 徠卡（徠卡（GPS1220 、GPS1230 ） Magellen（Thales） Hemisphere， Datagrid 雙頻接收機由于用戶量小，專利壟斷等原因，雙頻

33、接收機由于用戶量小，專利壟斷等原因， 生產(chǎn)的廠家較少，價格壟斷生產(chǎn)的廠家較少，價格壟斷 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 國產(chǎn)國產(chǎn)RTK廠商廠商 南方（南方（S86、S82） 中海達（中海達（V8） 華測（華測（X90、X91） 目前都是目前都是OEM制造，沒有完全的自主制造技術制造，沒有完全的自主制造技術 國產(chǎn)的雙頻接收機技術近一兩年將會取得突破，國產(chǎn)的雙頻接收機技術近一兩年將會取得突破， 這種突破會徹底使測量型這種突破會徹底使測量型GPS的市場重新洗牌，的市場重新洗牌， 價格下降價格下降 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 手持手持GPS主要廠商主要廠

34、商 Garmin 麥哲倫 最大的芯片廠家SiRF 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 20002000國家大地坐標系簡介國家大地坐標系簡介 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CGCS2000的定義 CGCS2000CGCS2000符合符合IERSIERS（國際地球旋轉(zhuǎn)和參考系服（國際地球旋轉(zhuǎn)和參考系服 務局）務局）ITRSITRS（國際地球參考系）的下列定義：（國際地球參考系）的下列定義： 原點在包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心；原點在包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心； 長度單位為米（長度單位為米（SISI），這一尺度與地心局部框架的），這一尺度與地心

35、局部框架的 TCGTCG（地心坐標時）時間坐標一致；（地心坐標時）時間坐標一致； 定向在定向在1984.01984.0時與國際時間局（時與國際時間局（BIHBIH）定向一致；）定向一致； 定向隨時間的演變由整個地球水平構造運動無整體定向隨時間的演變由整個地球水平構造運動無整體 旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)（no-net-rotationno-net-rotation）的條件保證。）的條件保證。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CGCS2000的定義 以上定義對應一個右手地固直角坐標系，它的原點和軸定義以上定義對應一個右手地固直角坐標系，它的原點和軸定義 如下：如下： 原點在地球質(zhì)量中心；原

36、點在地球質(zhì)量中心； Z Z軸指向軸指向IERSIERS參考極方向；參考極方向； X X軸為軸為IERSIERS參考子午面與通過原點且同參考子午面與通過原點且同z z軸正交的赤道面的交軸正交的赤道面的交 線；線； Y Y軸與軸與Z Z、 X X軸構成右手直角坐標系。軸構成右手直角坐標系。 參考橢球的幾何中心與坐標系的原點重合，其旋轉(zhuǎn)軸與坐標參考橢球的幾何中心與坐標系的原點重合，其旋轉(zhuǎn)軸與坐標 系的系的Z Z軸重合。軸重合。 正常橢球與參考橢球一致。正常橢球與參考橢球一致。 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CGCS2000：參考橢球 Y X Z 地球質(zhì)心 IRM 參考橢球 I

37、RP CGCS2000 坐標系定義 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CGCS2000：參考橢球 CGCS2000參考橢球的定義常數(shù)參考橢球的定義常數(shù): 赤道半徑：赤道半徑： a = 6378137 m 扁率扁率: f = 1:298.257222101 地心引力常數(shù)：地心引力常數(shù)：GM = 3.9860044181014m3s-2 旋轉(zhuǎn)速度：旋轉(zhuǎn)速度： =7.29211510-5rad s-1 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CGCS2000：參考橢球常數(shù) 導出幾何常數(shù)值 b = 6356752.3141 m 短半軸短半軸 E = 521854.00

38、970025 m 線偏心率線偏心率 c = 6399593.6259 m 極曲率半徑極曲率半徑 e= 0.290 第一偏心率平方第一偏心率平方 e = 0.2816 第一偏心率第一偏心率 e = 0.548 第二偏心率平方第二偏心率平方 e = 0.1917 第二偏心率第二偏心率 f = 0.118 扁率扁率 b/a= 0.996647189319 軸比軸比 b/a Q = 10001965.7293 m 子午圈一象限弧長子午圈一象限弧長 V = 13.546 km3 橢球體積橢球體積 S = 510065621.718 km2 橢球表面積橢球表面積 R1 = 6371008.7714 m 算

39、術平均半徑算術平均半徑 R2 = 6371007.1809 m 同面積之球的半徑同面積之球的半徑 R3 = 6371000.7900 m 同體積之球的半徑同體積之球的半徑 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CGCS2000：參考橢球常數(shù) 導出物理常數(shù)值 U0= 62636851.7149 m2s-2 橢球面正常位橢球面正常位 J2= 0.18x10-2 2階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) J4= -0.2370911256141x10-5 4階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) J6= 0.62x10-8 6階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) J8= -0.1426811009798x10-10 8階帶諧系數(shù)階帶諧

40、系數(shù) J10 = 0.1214393383343x10-13 10階帶諧系數(shù)階帶諧系數(shù) m = 0.678 m=2a2b/GM e = 9.7803253361 ms-2 赤道正常重力赤道正常重力 p = 9.8321849379 ms-2 極正常重力極正常重力 = 9.7976432224 ms-2 平均正常重力平均正常重力 fg = 0.137 重力扁率重力扁率 k = 0.931 k=bp p/a/ae e-1-1 M = 5.973331961024 kg 地球質(zhì)量（包括大氣）地球質(zhì)量（包括大氣） 空間定位技術及應用 測量測量GNSS技術發(fā)展技術發(fā)展 CGCS2000的實現(xiàn) CGCS2000通過通過2000國家國家GPS大地控制網(wǎng)的坐標和大地控制網(wǎng)的坐標和 速度具體實現(xiàn)。參考歷元為速度具體實現(xiàn)。參考歷元為2000.0。 2000國家國家GPS大地控制網(wǎng)是在測繪、地震和科學院大地控制網(wǎng)是在測繪、地震和科學院 等部門布設的等部門布設的4個個GPS網(wǎng)聯(lián)合平差的基礎上得到的一網(wǎng)聯(lián)合平差的基礎上得到的一 個全國規(guī)模的個全國規(guī)模的GPS大