GPS測量原理及應(yīng)用武大第三版,復(fù)習(xí)資料

1、WORD格式專業(yè)資料整理第一章緒論1. GPS 系統(tǒng)包括三大部分： 控系統(tǒng)，用戶設(shè)備部分空間部分 GPS 衛(wèi)星星座， 地面控制部分地面監(jiān)GPS 信號接收機2 .GPS 衛(wèi)星星座部分：由21 顆工作衛(wèi)星和 3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS 衛(wèi)星星座，記作（ 21+3 ）GPS 星座24顆在軌衛(wèi)星均勻分布在6 個軌道平面內(nèi)，軌道傾角 55 為S 波段發(fā)送到衛(wèi)星適時地改正運行偏差或啟用備用3 個注入站 （阿森松島 , 迪哥加西各個軌道平面之間相距60°。在地球表面上任何地點任何時刻，在高度15°以上，角平均可同時觀測到6 顆衛(wèi)星，最多可 9 顆衛(wèi)星。 達(dá)3. GPS 衛(wèi)星的作用：第一，

2、用 L 波段的兩個無線載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號。第二，在衛(wèi)星飛越注入站上空時，接收由地面注入站用的導(dǎo)航電文和其他有關(guān)信息，并通過GPS 信號電路，適時地發(fā)送給廣大用戶。第三， 接收地面主控站通過注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度命令， 時鐘等。4. 地面監(jiān)控系統(tǒng)： 1 個主控站 （美國科羅拉多） 亞島，卡瓦加蘭） 5 個監(jiān)控站（ 1+3+ 夏威夷）5. GPS 信號接收機的任務(wù)是： 能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號， 并跟蹤這些衛(wèi)星的運行， 對所接收到的 GPS 信號進行變換、 放大和處理， 以便 測量出 GPS 信號從衛(wèi)星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS 衛(wèi)星所發(fā)

3、送的導(dǎo)航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。6. GPS 系統(tǒng)的特點：定位精度高，觀測時間短，測站間無需通視，可提供三維坐 標(biāo)，操作簡便，全天候作業(yè)，功能多，應(yīng)用廣。7. GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用前景 : 用于建立高精度的國家性大地測量控制網(wǎng)，測定全球性的 地球動態(tài)參數(shù)用于建立陸地海洋大地測量基準(zhǔn)，進行高精度的海島陸地聯(lián)測以及海 洋測繪用于監(jiān)測地球板塊運動狀態(tài)和地殼形變用于工程測量， 成為建立城市與工 程控制網(wǎng)的主要手段用于測定航空航天攝影瞬間的相機位置 .8. 我國的 GPS 定位技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展情況：在大地測量方面，利用 GPS 技術(shù)開展國 際聯(lián)測，建立全球性大地控制網(wǎng)，提供高

4、精度的地心坐標(biāo)，測定和精化大地水準(zhǔn)面； 在工程測量方面， 應(yīng)用 GPS 靜態(tài)相對定位技術(shù)， 布設(shè)精密工程控制網(wǎng)， 用于城市和礦 區(qū)油田地面沉降監(jiān)測、 大壩變形監(jiān)測、 高層建筑變形監(jiān)測、 隧道貫通測量等精密工程； 在航空攝影測量方面， 我國測繪工作者也應(yīng)用 GPS 技術(shù)進行航測外業(yè)控制測量、航攝 飛行導(dǎo)航、機 GPS 航測等航測成圖的各個階段；在地球動力學(xué)方面， GPS 技術(shù)用 載于全球板塊運動監(jiān)測和區(qū)域板塊運動監(jiān)測；此 GPS 技術(shù)還用于海洋測量、水下地 外，形測繪、軍事國防、智能交通、郵電通信、地礦、煤礦、石油、建筑以及農(nóng)業(yè)、氣象、 土地管理、環(huán)境監(jiān)測、金融、公安等部門和行業(yè)。第二章坐標(biāo)系統(tǒng)

5、和時間系統(tǒng)1、天球：指以地球質(zhì)心為中心， 半徑 r 為任意長度的一個假想球體， 為建立球面坐標(biāo) 系統(tǒng)，必須確定球面上的一些參考點、線、面和圈。天球坐標(biāo)系2、天球坐標(biāo)系：以天球及天球上的點線圈為基礎(chǔ)所建立的坐標(biāo)系。3、天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點：春分點；天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面：天球赤道面。4、天球坐標(biāo)系的特點：與地球自轉(zhuǎn)無關(guān)，用于描述衛(wèi)星的運行位置和狀態(tài)。5、分類三種：瞬時真天球坐標(biāo)系，瞬時平天球坐標(biāo)系，協(xié)議天球坐標(biāo)系；6、分類三種關(guān)系： 協(xié)議天球坐標(biāo)系歲差瞬時平天球坐標(biāo)系章動 瞬時真天球坐標(biāo)系。地球坐標(biāo)系7、地球坐標(biāo)系：以地球及地球上的點線圈為基礎(chǔ)所建立的坐標(biāo)系8、地球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面：地球赤道面；地球坐標(biāo)

6、系的基準(zhǔn)點：地球赤道面和格林 尼治時間子午面的交點。9、地球坐標(biāo)系的特點：隨同地球自轉(zhuǎn)，用于描述地面觀測站的位置。10、分類兩種：瞬時地球坐標(biāo)系，協(xié)議地球坐標(biāo)系。11、分類兩種關(guān)系：協(xié)議地球坐標(biāo)系極移瞬時地球坐標(biāo)系。站心坐標(biāo)系12、站心坐標(biāo)系：以測站及測站上的點線圈為基礎(chǔ)建立的坐標(biāo)系。13、站心坐標(biāo)系特點：隨同地球自轉(zhuǎn)，用于描述地面觀測站與衛(wèi)星的關(guān)系、衛(wèi)星 在空中的分布情況。14、分類兩種：站心地平直角坐標(biāo)系，站心極坐標(biāo)系。15. 完全定義一個空間直角坐標(biāo)系必須明確：坐標(biāo)原點位置三個坐標(biāo)軸的 指向長度單位 .16. 參心坐標(biāo)系和質(zhì)心坐標(biāo)系的定義：參心是橢球的幾何中心，質(zhì)心是橢球的質(zhì)量中心17.

7、 歲差：春分點除因地球自轉(zhuǎn)軸方向改變引起的變化外還因黃道的緩慢變化而變化18. 章動：地球瞬時自轉(zhuǎn)軸在慣性空間不斷改變方向的周期性運動。19. 我國目前常用的兩個國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)： 1954 年北京坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系）1980 年國家大地坐標(biāo)系 （參心坐標(biāo)系， 大地原點設(shè)在我國西部陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)）20、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法：七參數(shù)法（ 3 個平移參數(shù)， 3 個旋轉(zhuǎn)參數(shù)， 1 個尺度參數(shù)）；多 項式擬合法。21、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：協(xié)議地球坐標(biāo)系極移改正 瞬時極地球坐標(biāo)系 旋轉(zhuǎn)時角 真天球坐標(biāo)系 歲差 平天球坐標(biāo)系 章動 協(xié)議天球坐標(biāo)系22、長時間計時方法：陽歷（儒略歷，格里歷） ， 陰歷，陰陽歷；儒略日，簡

8、化儒略日， GPS 周（ GPS 系統(tǒng)中使用的連續(xù)計時法）23、GPS 衛(wèi)星位置采WGS-84 大地坐標(biāo)系。用24、GPS 系統(tǒng)中衛(wèi)星鐘和接收機鐘均采用穩(wěn)定而連續(xù)GPS 時間系統(tǒng)。的第三章衛(wèi)星運動基礎(chǔ)及GPS 衛(wèi)星星歷1. 二體問題：忽略所有的攝動力，僅考慮地球質(zhì)心引力研究衛(wèi)星相對于地球的 運動，在天體力學(xué)中，稱之為二體問題。2衛(wèi)星的無攝運動（二體運動） ：只考慮地球質(zhì)心引力作用的衛(wèi)星運動。衛(wèi)星的受攝運動：在考慮中心引力的同時，考慮攝動力的影響來研究地球的運動。3. 中心引力：質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點所產(chǎn)生的引力。4. 開普勒軌道六參數(shù)（軌道根數(shù) a， e ， V， ， i ， ） 長半徑 a 扁

9、心率 e （或短半徑 b ） 真近點角 V（在軌道平面上衛(wèi)星與近地點之間的地心角距） 升交點半徑 （在赤道面上，升交點 N 與春分點 之間的地心夾角） 軌道面傾角 ? （衛(wèi)星軌道平面與地球赤道面之間的夾角） 近地點角距 （在軌道平面上近地點 A 與升交點 N 之間的地心角距）5、開普勒三定律： 軌道定律： 衛(wèi)星運行的軌道是一個橢圓， 該橢圓的一個焦點與地球質(zhì)心重合 面積定律：在相同時間內(nèi)所掃過的面積相等。 周期定律：運動周期的平方與軌道橢圓長半軸的立方之比是一個常數(shù)。6. 衛(wèi)星星歷： 描述衛(wèi)星運動軌道的信息。 有了衛(wèi)星星歷就可以計算出任意時刻的 衛(wèi)星位置及其速度。7. GPS 衛(wèi)星星歷的分類：

10、 預(yù)報星歷 （ 廣播星歷 ） ：用戶接收機接收衛(wèi)星發(fā)射的含有軌道信息的導(dǎo)航電文， 經(jīng)過解碼器便可獲得所需的預(yù)報星歷。優(yōu)點：實時 缺點：精度低內(nèi)容：瞬間開普勒六參數(shù)等共 17 個參數(shù)。通用數(shù)據(jù)格式 ：偽隨機編號，年，月，日，時，分，秒， 后處理星歷： 是一些國家某些部門， 根據(jù)各自建立的衛(wèi)星跟蹤站所獲得的對 GPS 衛(wèi)星的精密觀測資料，應(yīng)用與確定廣播星歷相似的方法而計算的衛(wèi)星星歷。 （包括 精 密星歷、快速星歷、超快速星歷）優(yōu)點：軌道參數(shù)準(zhǔn)確 缺點：不能做到實時第四章 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號1、GPS 信號結(jié)構(gòu)包括： 測距碼（ P 碼，C/A 碼）；數(shù)據(jù)碼（導(dǎo)航電文， D 碼）；載波（

11、L1 ， L2 載波）。 GPS 衛(wèi)星信號是 GPS 衛(wèi)星向廣大用戶發(fā)送的用于導(dǎo)航定位的調(diào)制波導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文 （衛(wèi)星電文、 數(shù)據(jù)碼 /D 碼）： GPS 衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是用戶用來定位和導(dǎo) 航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。導(dǎo)航電文主要包括：衛(wèi)星星歷，時鐘改正，電離層時延延正，工作狀態(tài)信息以及 C/A 碼轉(zhuǎn)換到捕獲 P 碼的信息。衛(wèi)星星歷每小時更新一次， 12.5min 播完一次。測距碼 C/A 碼（粗碼）：用于分址，搜捕衛(wèi)星，粗測距，民用碼，L1 調(diào)制。僅 P 碼（精碼）：用于分址，精密測距，為軍用碼，L1、 測距。L2載波 L1 、 載波L2作用：加載低頻信號（難以傳輸） 、測距。2、碼：表達(dá)信息的二進制數(shù)及

12、其組合。3、碼元：碼組合中的每個二進制數(shù)均稱為碼元，單位是bit4、碼長：一個周期內(nèi)碼元的最大個數(shù)，以Nu 表示。5、調(diào)制：將頻率較低的信號加載在頻率較高的載波上的過程稱為調(diào)制。6、GPS 接收機的分類： 按用途：導(dǎo)航型、測地型、授時型接收機按載波頻率：單頻和雙頻接收機 按通道數(shù)：多通道、序貫通道、多路多用通道接收機 按工作原理：碼相關(guān)型、平方型、混合型、干涉型接收機7、GPS 接收機的組成：由GPS 接收機天線單元， GPS 接收機天線主機單元和電源三部分組成。第五章 GPS 衛(wèi)星定位基本原理1、GPS 定位基本原理： 根據(jù)地面已知點坐標(biāo)，用空間前方交會求出衛(wèi)星在軌位置；根據(jù) 空中衛(wèi)星的已知

13、坐標(biāo)，用空間后方交會的方法求出測站點的位置。2、定位類型：根據(jù)所用觀測值：偽距定位載波相對定位根據(jù)定位模式：絕對定位（單點定位）相對定位（差分定位）根據(jù)獲取定位結(jié)果的時間：實時定位事后定位 根據(jù)接收機的運動狀態(tài)：靜態(tài)定位動態(tài)定位2. 靜態(tài)定位：指的是對于固定不動的待定點，將 GPS 接收機安置于其上，觀測數(shù)分鐘 乃至更長的時間，以確定該點的三維坐標(biāo)，也叫絕對定位。3. 相對定位： 若以兩臺 GPS 接收機分別置于兩個固定 不變的待定點上， 則通過一定時間的觀測，可以確定兩個待定點之間的相對位置。4. 動態(tài)定位：至少有一臺接收機處于運動狀態(tài)，測定的是各觀測時刻運動中的接收機 的點位。5. 依據(jù)

14、GPS 測距的原理，其定位原理與方法主要有偽距法定位 載波相位測量定位 差分 GPS 定位等6. 偽距法定位：由 GPS 接收機在某一時刻測出得到四顆以上 GPS 衛(wèi)星的偽距以及已 知的衛(wèi)星位置，采用距離交會的方法求定接收機天線所在點的三維坐標(biāo)。所測偽距就 是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá)GPS 接收機的傳播時間乘以光速所得出的量測距離。由于衛(wèi)星鐘、接收機鐘的誤差以及無線電信號經(jīng)過電離層和對流層中的延遲，實際測 出的距離與衛(wèi)星到接收機的幾何距離有一定的差值，因此一般稱量測的距離為偽距。7. 偽距法距離測量的原理： GPS 衛(wèi)星依據(jù)自己的時鐘發(fā)出某一結(jié)構(gòu)的測距碼，該測距 碼經(jīng)過 T 時間的傳播后到達(dá)

15、接收機。 接收機在自己的時鐘控制下產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)完全相 同的測距碼復(fù)制碼，并通過時延器使其延遲時 t 將這兩組測距碼進行相關(guān)處理， 間若自相關(guān)系 R（ t ） 1 ，則繼續(xù)調(diào)整延遲 t 直至自相關(guān)系 R（ t ） =1 為止。 數(shù) 時間 數(shù)8. 重建載波： 在 GPS 信號中由于已用相位調(diào)整的方法在載波上調(diào)制了測距碼和導(dǎo)航電 文，因而接收到的載波的相位已不再連續(xù)，所以在進行載波相位測量以前，首先要進 行解調(diào)工作，設(shè)法將調(diào)制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，重新獲取載波，這一工 作稱為重建載波。9. 載波相位測量原理： 載 波相位測量的觀測值是GPS 接收機所接收的衛(wèi)星載波信號與接收機本振參考信號的

16、相位數(shù)。10. 整周模糊度 （整周未知數(shù)） 的確定： 偽距法將整周未知數(shù)當(dāng)作平差中的待定參 數(shù)經(jīng)典方法多普勒法（三差法）快速確定整周未知數(shù)。整周模糊度：載波在空間傳輸?shù)恼芷跀?shù)，無法通過觀測獲得的未知數(shù)。11. 整周跳變： 在跟蹤過程中， 由于某種原因造成衛(wèi)星信號失鎖， 計數(shù)器無法連續(xù)計數(shù)。 當(dāng)信號重新被跟蹤后，整周計數(shù)就不正確，但是不到一個整周的相位觀測值仍是正確 的，這種現(xiàn)象成為整周跳變。周跳產(chǎn)生的原因：建筑物或樹木等障礙物的遮擋；電離層電子活動劇烈；多路徑效應(yīng) 的影響；衛(wèi)星信噪比太低；接收機的高動態(tài)；接收機設(shè)置軟件的不周全。12. 整周跳變的探測與修復(fù)常用的方法： 屏幕掃描法、 用高次差

17、或多項式擬合法、 在衛(wèi) 星間求差法、用雙頻觀測值修復(fù)周跳、根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變。13. GPS 絕對定位 （單點定位）：利用 GPS 衛(wèi)星和用戶接收機之間的距離觀測值直接確 定用戶接收機天線在 WGS 84 坐標(biāo)系中相對于坐標(biāo)原點地球質(zhì)心的絕對位置。 靜態(tài)絕對定位：接收機天線處于靜止?fàn)顟B(tài)下，確定觀測站坐標(biāo)的方法。動態(tài)絕對定 位：接收機天線處于運動狀態(tài)（或靜止時間較短）14. GPS 相對定位 ：是至少兩臺 GPS 接收機，同步觀測相同的 GPS 衛(wèi)星，確定兩臺接 收機天線之間的相對位置（坐標(biāo)差） 。19. 差分 GPS 定位技術(shù) ：是將一臺 GPS 接收機安置在基準(zhǔn)站上進行觀測。

18、根據(jù)基準(zhǔn)站 已知精密坐標(biāo)，計算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實時地將這一改正數(shù) 發(fā)送出去。 用戶接收機在進行 GPS 觀測的同時， 也接收到基準(zhǔn)站的改正數(shù)， 并對其定 位結(jié)果進行改正，從而提高定位精度。20. 差分 GPS 可分為單基準(zhǔn)站差分、 具有多個基準(zhǔn)站的局部區(qū)域差分和廣域差分三類。21. 單站差分按基準(zhǔn)站發(fā)送信息方式可分為位置差分、 偽距差分和載波相位差分 （ RTK） 三種。 位置差分的優(yōu)點是計算簡單， 適用于各種型號的 GPS 接收機； 缺點是基準(zhǔn)站和 用戶必須觀測同一組衛(wèi)星。偽距差分原理的優(yōu)點是基準(zhǔn)站提供所有衛(wèi)星的改正數(shù)，用 戶接收機觀測任意 4 顆衛(wèi)星，就可以定位；缺點

19、是差分精度隨基準(zhǔn)站到用戶的距離增 加而降低。22. 局部區(qū)域差分系統(tǒng)：在局部區(qū)域中應(yīng)用差 GPS 技術(shù)，應(yīng)該在區(qū)域中布設(shè)一個差 分分 GPS 網(wǎng)，該網(wǎng)由若干個差 GPS 基準(zhǔn)站組成，通常還包含一個或多個監(jiān)控站，位分于該局部區(qū)域中的用戶根據(jù)多個基準(zhǔn)站所提供的改正信息， 經(jīng)平差后求得自己的改正 數(shù)。23. 廣域差分：包括三方面，星歷誤差、大氣延時誤差和衛(wèi)星鐘差誤差。廣域差分的工 作流程： 第一，在已知坐標(biāo)的若干監(jiān)測站上， 跟蹤觀測 GPS 衛(wèi)星的偽距、 相位等信息； 第二，將監(jiān)測站上測得的偽距、 相位和電離層延時的雙頻量測結(jié)果全部傳輸?shù)街行恼?；第三，中心站在區(qū)域精密定軌計算的基礎(chǔ)上，計算出三項誤差

20、改正；第四，將這些誤 差改正用數(shù)據(jù)通信鏈傳輸?shù)接脩粽荆?第五，用戶利用這些誤差改正自己觀測到的偽距、 相位和星歷等，計算出高精度的GPS 定位結(jié)果。廣域差分的特點：第一，中心站、監(jiān)測站與用戶站的站間距離從 100 千米增加到 2000 千米，定位精度不會出現(xiàn)明顯下降； 第二，在大區(qū)域內(nèi)建立廣域差分網(wǎng)，需要的監(jiān)測站數(shù)量少，投資自然減少；第三，定 位精度均勻分布；第四，覆蓋區(qū)域可以擴展到不易作用的地域；第五，使用的硬件設(shè) 備及通信工具昂貴，軟件技術(shù)復(fù)雜，運行和維持費用較高。24. 多基準(zhǔn)站 RTK 技術(shù)：也叫網(wǎng)絡(luò) RTK，是對普通 RTK 方法的改進。它是一種基于 多基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)的實時差分定位系統(tǒng)，

21、 可克服常規(guī) RTK 的缺陷，實現(xiàn)長距離( 70-100km ) RTK 定位。25 、 RTK 實時動態(tài)差分法。這是一種新的常GPS 測量方法，以前的靜態(tài)、快速用的靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度， RTK 是能夠在野外 而實時得到厘米級 定位精度 的測量方法， 它采用了載波相位動態(tài)實時差分方 是 GPS 法，應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光， 極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。第六章 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航1. 導(dǎo)航：確定航行體運動到什么地方和向何方向運動的意思。2. 衛(wèi)星導(dǎo)航分為：單點動態(tài)定位、實時差分動態(tài)定位和后處理差分動態(tài)定位。3. 單點

22、動態(tài)定位： 用安設(shè)在一個運動載體上的 GPS 信號接收機， 自主地測得該運動載 體的實時位置，從而描繪出該運動載體的運行軌跡，所以單點動態(tài)定位又叫絕對動態(tài) 定位。4. 實時差分動態(tài)定位：所謂差分動態(tài)定位，就是用兩臺接收機在兩個測站上同時測量 來自相同 GPS 衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號，用以聯(lián)合測得動態(tài)用戶的精確位 其中一個置。 測 站是位于已知坐標(biāo)點， 設(shè)在該已知點 (又稱基準(zhǔn)點) 的 GPS 信號接收機， 叫做基 準(zhǔn)接 收機。如果及時將 GPS 改正值發(fā)送給若干臺共視衛(wèi)星用戶的動態(tài)接收 而改正后 機， 者 所測得的實時位置，便叫做實時差分動態(tài)定位。差分 GPS 定位原理：利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差隨時

23、間變化緩慢，而且具有較強的空間相關(guān)性，從而 定位結(jié)果也是具有一定的空間相關(guān)性。利用基準(zhǔn)站測定具有空間相關(guān)性的誤差或其對測量定位結(jié)果的影響， 供流動站改正其 觀測值或定位結(jié)果。9. 差分 GPS 導(dǎo)航： 位置差分法，偽距差分法， 相位差分法。 單站差分，局部差分，廣域差分 近程，中程，遠(yuǎn)程精密單點定位（ PPP）特點： 單臺接收機作業(yè)機動靈活；單點精密定位，節(jié)約成本，提高效率；不需參考站，定位不受作用距離限制。12. 精密單點定位數(shù)據(jù)處理步驟： 初始化， 進行實時非差精密單點定位時， 首先利用偽 距觀測值確定載波相位觀測值的模糊度；點位坐標(biāo)解算，按照已知的衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星 鐘差，加入各項誤差改正，

24、逐歷元進行點位坐標(biāo)解算。第七章 GPS 衛(wèi)星測量的誤差來源及影響1. GPS 測量主要誤差分類：衛(wèi)星部分：星歷誤差，鐘誤差，相對論效應(yīng)；信號傳播：電離層， 對流層， 多路徑效應(yīng)； 信號接收： 鐘的誤差， 位置誤差， 天線相位中心變化； 其他影響：地球潮汐，負(fù)荷潮。與信號傳播有關(guān)的誤差：電離層折射誤差、對流層折射誤差及多路徑效應(yīng)誤差。2. 電離層延遲：當(dāng) GPS 信號通過電離層時，信號的路徑會發(fā)生彎曲，傳播速度也 發(fā)生變化，這樣產(chǎn)生的偏差叫電離層折射誤差。減弱電離層影響的措施：利用雙頻組合觀測值；利用電離層模型改正。3. 對流層折射誤差： GPS 信號通過對流層時，使傳播的路徑發(fā)生彎曲，從而使測

25、 量距離產(chǎn)生偏差，這種偏差就叫做對流層折射誤差。對流層的折射與地面氣候、大氣 壓力、溫度和濕度有關(guān)，也與信號高度角有關(guān)。減弱對流層折射改正殘差影響的措施：采用對流層模型加以改正； 引入描述對流層影響的附加待估參數(shù)； 利用同步觀測量求差；利用水汽輻射計直接測定信號傳播的影響。誤差消除 / 消弱方法：1、模型改正法2、觀測值線性組合組合觀測值：差分觀測值：單差，雙差，三差星間單差：消除接收機鐘差削弱大氣折射，地球潮汐站間單差：消除衛(wèi)星鐘差，相對論效應(yīng)削弱星歷誤差，大氣折射歷元間單差：消除整周模糊度削弱星歷誤差、鐘差、大氣折射和地球潮汐站星間雙差：消除鐘差、相對論效應(yīng)削弱星歷誤差，大氣折光差，地球潮

26、汐三差：消除第八章 GPS 測量的設(shè)計與實施1.GPS 網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的依據(jù)： GPS 測量規(guī)范和測量任務(wù)書。測量規(guī)范是國家測繪管理部 門或行業(yè)部門制定的技術(shù)法規(guī)， 測量任務(wù)書是測量施工單位上級主管部門或合同甲方 下達(dá)的技術(shù)要求文件。2.GPS 網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個基本概念：觀測時段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停 止，連續(xù)觀測的時段，簡稱時段。同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組 衛(wèi)星進行的觀測。同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機同步觀測獲得的基線向量所 構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。獨立同步環(huán)：由獨立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉 合環(huán)，簡稱獨立環(huán)。異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要

27、有非 同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。獨立基線：對于N 臺 GPS 接收機構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有 J 條同步觀測基線，其中獨立基線數(shù)為 N-1.7. 非獨立基線：除獨立基線外的其他基線叫非獨立基線，總基線數(shù)和獨立基線數(shù) 之差就是非獨立基線數(shù)。3. GPS 網(wǎng)的圖形設(shè)計： 點連式 邊連式 網(wǎng)連式 邊點混合連接式 三角鎖（多 邊形）連接導(dǎo)線網(wǎng)形連接（環(huán)形 星形布設(shè)。點連式：指相鄰?fù)綀D形圖） 之 間僅有一個公共點的連接。邊連式：指同步圖形之間由一條公共基線連接。 網(wǎng) 連式：指相鄰?fù)綀D形之間有兩個以上的公共點相連接。 邊點混合連接式：指把 GPS 網(wǎng)。 三角鎖（多邊形）連接

28、：用點 點連式與邊連式有機地結(jié)合起來，組成 連 式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖連接圖形。 導(dǎo)線網(wǎng)形連接（環(huán)形圖） ：將同步圖 形布設(shè)為直伸狀， 形如導(dǎo)線結(jié)構(gòu)式的 GPS 網(wǎng)，各獨立邊應(yīng)組成封閉狀， 形成非同步圖形。4. 布網(wǎng)設(shè)計時應(yīng)注意以下幾個原則：第一，每點應(yīng)有一個以上通視方向；第二 , 應(yīng)采用 原有城市坐標(biāo)系統(tǒng)； 第三， GPS 網(wǎng)必須由非同步獨立觀測邊構(gòu)成若干個閉合環(huán)或附合 線路。在進行 GPS 外業(yè)工作之前， 必須做好實施前的測區(qū)踏勘、 資料收集、 器材籌備、 觀 測計劃擬定、 GPS 儀器檢校及設(shè)計書編寫等工作。5. 測區(qū)踏勘：交通情況、植被情況、水系分布情況、控制點分布情況、居民點

29、分布情 況、當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗民情。6. 資料收集：各類圖件、各類控制點成果、測區(qū)有關(guān)的地質(zhì)氣象交通通信等方面的資 料、城市及鄉(xiāng)村行政區(qū)劃表。7. 設(shè)備、器材籌備及人員組織：籌備儀器、計算機及配套設(shè)備；籌備機動設(shè)備及通信 設(shè)備；籌備施工器材，計劃油料，材料的消耗；組建施工隊伍，擬訂施工人員名單及 崗位；進行詳細(xì)的投資預(yù)算。8. 擬訂觀測計劃的主要依據(jù)是： GPS 網(wǎng)的規(guī)模大??；點位精度要求； GPS 衛(wèi)星星座幾 何圖形強度；參加作業(yè)的接收機數(shù)量；交通、通信及后勤保障。9. 觀測計劃的主要內(nèi)容：編制 GPS 衛(wèi)星的可見性預(yù)報圖；選擇衛(wèi)星的幾何圖形強度； 選擇最佳的觀測時段；觀測區(qū)域的設(shè)計與劃分；編排作業(yè)調(diào)

30、度表。10. GPS 接收機選型及檢驗： 用零基線檢驗接收機內(nèi)部噪聲水平； 天線相位中心穩(wěn)定性 檢驗； GPS 接收機不同測程精度指標(biāo)的測試；儀器的高低溫實驗；野外測試；光學(xué)對 中器的檢驗。11. 技術(shù)設(shè)計書編寫內(nèi)容：任務(wù)來源及工作量；測區(qū)概況；布網(wǎng)方案；選點與埋標(biāo)；觀 測；數(shù)據(jù)處理；完成任務(wù)的措施。14.GPS 測量的作業(yè)模式： 靜態(tài)相對定位、 快速靜態(tài)相對定位、 準(zhǔn)動態(tài)相對定位和動態(tài) 相對定位。25. 觀測成果的外業(yè)檢核內(nèi)容包括：成果是否符合調(diào)度命令和規(guī)范的要求 進行的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析是否符合實際。第九章 GPS 測量數(shù)據(jù)處理1、基線向量解算模型： a 、數(shù)學(xué)模型（單基線解，多基線解，整體

31、解）b、觀測值模型（略）c 、所采用差分觀測值模型（ 0 差解，單差解，雙差解，三差 解）d、模糊度的確定情況（略）2、基線向量解算過程： （平差過程） a、進行初始平差，解算出整周未知參數(shù)和基線向量的實數(shù)解 b、將整周未知數(shù)固定為整數(shù)c 、將確定整周未知數(shù)作為已知值，僅將待定的測站坐標(biāo)作為未知參數(shù)， 進行平差，最終得到固定解。2. 基線向量解算結(jié)果分析：觀測值殘差分析；基線長度的精度；基線向量環(huán)閉合差的 計算及檢核。基線向量網(wǎng)平差的方法5. GPS 基線向量網(wǎng)的平差類型：一是經(jīng)典的自由網(wǎng)平差，又叫無約束平差，平差時固 定網(wǎng)中某一點的坐標(biāo)， 平差的主要目的是檢驗網(wǎng)本身的內(nèi)部符合精度以及基線向量之 間有無明顯的系統(tǒng)誤差和粗差