第8章 GPS測量的原理

1、主講：闕瑜南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院導(dǎo)航實(shí)時(shí)得到點(diǎn)的位置（x、y、z)一、GNSS的概念 GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)即衛(wèi)星即衛(wèi)星定位的概念是美國提出的定位的概念是美國提出的,由于美國研制的定位系統(tǒng)由于美國研制的定位系統(tǒng)叫叫GPS,故目前大家都默認(rèn)故目前大家都默認(rèn)GPS即為衛(wèi)星定位系統(tǒng)的即為衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱簡稱,但衛(wèi)星定位的精確說法還是但衛(wèi)星定位的精確說法還是GNSS北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)成都衛(wèi)星導(dǎo)航工作圖GPS（美國）GLONASS（俄羅斯格魯納斯）Galileo（歐盟伽利略）BD（中國北斗）不需要相互通視觀測作業(yè)不受天氣條件的影響網(wǎng)的質(zhì)量與點(diǎn)位的分布情況無關(guān)

2、能達(dá)到測量所需要的精度水平白天和夜間均可作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著2022-7-5土木工程測量同濟(jì)大學(xué)出版社7全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS)由三個(gè)主要部分組成由三個(gè)主要部分組成2022-7-5土木工程測量同濟(jì)大學(xué)出版社82022-7-5土木工程測量同濟(jì)大學(xué)出版社9一個(gè)主控站一個(gè)主控站：科羅拉多斯必靈司三個(gè)注入站：三個(gè)注入站：阿松森(Ascencion) 迭哥伽西亞(Diego Garcia) 卡瓦加蘭(kwajalein)五個(gè)監(jiān)測站五個(gè)監(jiān)測站=1個(gè)主控站+3個(gè)注入站+夏威夷(Hawaii)5555HawaiiAscencionDiego GarciakwajaleinColorado springs

3、2022-7-5土木工程測量同濟(jì)大學(xué)出版社10測地型GPS接收機(jī)導(dǎo)航型GSP接收機(jī)一般情況下無數(shù)據(jù)輸出的記錄存儲(chǔ)設(shè)備(手持機(jī))供電信號(hào)信息命令數(shù)據(jù)供電，控制供電數(shù)據(jù)控制 四、四、GPS定位原理定位原理XllVl Xl lllXllVlXllllllllVVVllVlllXlXXllVlXllllVllXllVlXllllllllVVVllVlllXlX距離 = 傳播時(shí)間 x 光速我我 們們 必必 定定 在在 以以 R1 為為 半半 徑徑 的的 球球 面面 的的 某某 個(gè)個(gè) 點(diǎn)點(diǎn) 上上R12 個(gè)個(gè) 球球 面面 相相 交交 成成 一一 個(gè)個(gè) 圓圓 弧弧點(diǎn)點(diǎn) 位位 被被 限限 制制 在在 一一 曲曲

4、 線線 上上R1R2基本的導(dǎo)航點(diǎn)位能夠按后方交會(huì)的方式計(jì)算出基本的導(dǎo)航點(diǎn)位能夠按后方交會(huì)的方式計(jì)算出來。來。衛(wèi)星相當(dāng)于處在運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星相當(dāng)于處在運(yùn)動(dòng)“軌道上的控制點(diǎn)軌道上的控制點(diǎn)”。采用與時(shí)間相關(guān)的至每顆衛(wèi)星的碼觀測向量采用與時(shí)間相關(guān)的至每顆衛(wèi)星的碼觀測向量。至少觀測至少觀測 4 4 顆衛(wèi)星，我顆衛(wèi)星，我們就可以解算出們就可以解算出 4 4 個(gè)未個(gè)未知參數(shù)：知參數(shù)：測站的測站的緯度緯度、經(jīng)度經(jīng)度、高高程程及接收機(jī)的及接收機(jī)的時(shí)鐘偏差時(shí)鐘偏差差分差分 GPS GPS 是是 2 2 個(gè)或更多個(gè)測站之間的相對(duì)定位。個(gè)或更多個(gè)測站之間的相對(duì)定位。如果如果 A A 和和 B B 兩點(diǎn)在同一時(shí)間區(qū)間內(nèi)觀測了相

5、同的一組衛(wèi)星，兩點(diǎn)在同一時(shí)間區(qū)間內(nèi)觀測了相同的一組衛(wèi)星，而且而且 A A 是一個(gè)已知點(diǎn)，那么是一個(gè)已知點(diǎn)，那么 B B 點(diǎn)的位置就可以加以確定。點(diǎn)的位置就可以加以確定。S 4ABS 1采用差分測量技術(shù)，可以采用差分測量技術(shù)，可以: :消除觀測值中的衛(wèi)星與接收機(jī)時(shí)鐘誤差消除觀測值中的衛(wèi)星與接收機(jī)時(shí)鐘誤差消除觀測值中的衛(wèi)星星歷誤差消除觀測值中的衛(wèi)星星歷誤差將大氣折射的影響削弱到最低程度將大氣折射的影響削弱到最低程度2022-7-5土木工程測量同濟(jì)大學(xué)出版社20五、GPS定位的誤差源v 與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素SA技術(shù)：人為的降低廣播星歷精度(技術(shù)，2000年5月取消)衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差v 與傳播途徑有關(guān)的因