測繪新技術(shù)講座課件

測繪新技術(shù)講座◆GPS的現(xiàn)狀與應(yīng)用◆現(xiàn)代大地測量發(fā)展綜述◆工程測量的現(xiàn)狀與發(fā)展◆測繪科學(xué)的發(fā)展前景測繪新技術(shù)講座◆GPS的現(xiàn)狀與應(yīng)用1第一講GPS的現(xiàn)狀及應(yīng)用一、GPS的定義、系統(tǒng)組成與功能1.GPS的定義GPS是美國國防部為替代子午衛(wèi)星系統(tǒng)（NNSS）于1973年12月批準(zhǔn)研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它的全稱是衛(wèi)星測時(shí)測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)（NAVSTAR/GPS；NavigationSatelliteAndRanging/GlobalPositioningSystem）第一講GPS的現(xiàn)狀及應(yīng)用2

2.GPS的系統(tǒng)組成空間部分24（21+3）顆GPS衛(wèi)星組成24顆衛(wèi)星分布在20200km高空上的傾角為55°的6個(gè)軌道上，運(yùn)行周期為11h58min，以保證在全球各處能觀測到高度角>15°的衛(wèi)星4顆以上衛(wèi)星以L1（1575.42MHz）和L2（1227.60MHz)兩個(gè)波段發(fā)射載波無線電信號(hào)，內(nèi)容包括測距碼和導(dǎo)航電文測距瑪有P碼（精碼）和C/A碼（粗搜索碼）。C/A碼供民用的標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（SPS）；P碼只供美國軍方和授權(quán)用戶使用導(dǎo)航電文內(nèi)容包括衛(wèi)星星歷、電離層模型系數(shù)、時(shí)間信息、衛(wèi)星狀態(tài)信息、星鐘改正數(shù)以及漂移信息等2.GPS的系統(tǒng)組成3監(jiān)控部分1個(gè)主控站（設(shè)在美國的科羅拉多）3個(gè)注入站（設(shè)在大西洋的阿森松島、印度洋的迪戈加西亞島和太平洋的卡瓦加蘭島）5個(gè)監(jiān)控站（設(shè)在主控站、3個(gè)注入站和美國的夏威夷）用戶部分GPS接收機(jī)監(jiān)控部分4GPS衛(wèi)星GPS衛(wèi)星5GPS衛(wèi)星在軌道上的分布GPS衛(wèi)星在軌道上的分布6GPS的系統(tǒng)組成空間部分24顆GPS衛(wèi)星組成用戶部分

GPS接收機(jī)控制部分

1個(gè)主控站

5個(gè)監(jiān)控站

3個(gè)注入站

注入站

監(jiān)控站主控站GPS的系統(tǒng)組成空間部分用戶部分控制部分注入站73.GPS的功能導(dǎo)航?？諏?dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)等測速其精度可達(dá)0.1m/s測時(shí)與授時(shí)其精度可達(dá)340ns定位

C/A碼單點(diǎn)定位精度為20~40m，P碼單點(diǎn)定位精度為16m相對(duì)定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10-6，100km~500km可達(dá)10-7，1000km以上可達(dá)10-9。在300~1500m的工程精密定位時(shí)觀測1h以上定位精度可達(dá)1mm以內(nèi)，與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其較差最大為0.5mm，較差中誤差為0.3mmC/A碼單點(diǎn)定位的高程精度為30~60m，DGPS高程精度目前最高可達(dá)到厘米級(jí)或亞毫米級(jí)3.GPS的功能8二、GPS的技術(shù)定義與政策1.IOC與FOC的定義IOC—初始運(yùn)作能力

24顆衛(wèi)星（Ⅰ/Ⅱ/ⅡA型）在預(yù)定的軌道上運(yùn)行能按規(guī)定精度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)

1993年12月8日美國防部宣布達(dá)到IOCFOC—全部運(yùn)作能力

24顆衛(wèi)星（Ⅱ/ⅡA型）在預(yù)定的軌道上運(yùn)行能全面滿足軍方的要求二、GPS的技術(shù)定義與政策92.SA政策和AS政策SA技術(shù)—選擇可用性技術(shù)包括ε技術(shù)δ技術(shù)水平定位精度從20~30m降低到100mAS技術(shù)—反電子欺騙技術(shù)將P碼加密為Y碼SA和AS實(shí)施的目的使非特許用戶不能獲得高精度定位信息用戶的對(duì)策采用DGPS技術(shù)對(duì)付SA政策采用下面3種技術(shù)對(duì)付AS政策

P-W技術(shù)

L1、L2互相關(guān)技術(shù)窄相關(guān)技術(shù)2.SA政策和AS政策103.GPS使用的安全性與完備性GPS使用的安全性安全性—GPS的C/A碼在戰(zhàn)時(shí)是否會(huì)關(guān)閉GPS具有安全性的理由美國于1991年有言在先眾多商業(yè)用戶的強(qiáng)大阻力C/A碼是P碼的引導(dǎo)碼美國必須混合使用民用GPS接收機(jī)GPS使用的完備性完備性—發(fā)現(xiàn)精度不合格并能及時(shí)通知用戶的能力完備性的要求能夠及時(shí)檢測出精度超限的情況能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通知用戶美聯(lián)邦航空管理局（FAA）要求精度限差為10m、時(shí)間為10s。直至今日美國國防部仍未宣布已達(dá)到完備性的要求3.GPS使用的安全性與完備性114.美國GPS政策的改變2000年5月美國國防部宣布取消SA政策，使得水平單點(diǎn)定位精度恢復(fù)到20~30m將逐步開放L2的C/A碼L2上的C/A碼的開放，將使得GPS的精度和功能提高，且可使用戶方便的利用雙頻進(jìn)行電離層影響的改正。屆時(shí)可使水平單點(diǎn)定位精度提高到2.5m將啟用一個(gè)新的民用頻率L5和和軍隊(duì)專用的M碼L5將大大縮短整周模糊度的搜索時(shí)間，從而使得動(dòng)態(tài)定位和快速靜態(tài)定位技術(shù)有更大的發(fā)展4.美國GPS政策的改變125.GPS以外的全球定位系統(tǒng)GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)由前蘇聯(lián)和俄羅斯從1982年開始至1996年建成INMARSAT系統(tǒng)由國際移動(dòng)衛(wèi)星組織（原名國際海事衛(wèi)星組織（INMARSAT））籌建GNSS系統(tǒng)由國際民航組織籌建，將建成由GPS、GLONASS、MARSAT、GAIT、RAIM組成的混合系統(tǒng)5.GPS以外的全球定位系統(tǒng)13三、GPS接收機(jī)的類型與發(fā)展1.GPS接收機(jī)的類型導(dǎo)航型測地型授時(shí)型2.GPS接收機(jī)的發(fā)展1981年GPS接收機(jī)問世測地型已從第一代發(fā)展到第三代第三代的標(biāo)志采用擴(kuò)波技術(shù)和精化軟件等先進(jìn)技術(shù)精度有明顯提高，相對(duì)可達(dá)到10-6~10-9

能進(jìn)行多種模式作業(yè)在體積、重量、功耗上均有較大改進(jìn)目前還在飛速發(fā)展三、GPS接收機(jī)的類型與發(fā)展143.GPS接收機(jī)的發(fā)展趨勢動(dòng)態(tài)定位精度達(dá)到cm級(jí)更加輕便、靈活、小型化并大量使用嵌入機(jī)功耗減少、內(nèi)存增大、平均無故障天數(shù)增加天線性能的改進(jìn)，有望解決多路徑效應(yīng)的困擾向高集成、多功能、一體化發(fā)展G方式機(jī)—單頻單系統(tǒng)（GPS-L1）GG方式機(jī)—單頻雙系統(tǒng)（GPS/GLONASS-L1）GD方式機(jī)—雙頻單系統(tǒng)（GPS-L1+L2）GGD方式機(jī)—雙頻雙系統(tǒng)（GPS/GLONASS-L1+L2）3.GPS接收機(jī)的發(fā)展趨勢15

依定位時(shí)的狀態(tài)分動(dòng)態(tài)定位靜態(tài)定位依定位模式分絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）相對(duì)定位差分定位依定位采用的觀測值分偽距測量（偽距法定位）載波相位測量依時(shí)效分實(shí)時(shí)定位事后定位依確定整周模糊度的方法及觀測時(shí)段的長短分常速靜態(tài)或動(dòng)態(tài)定位快速靜態(tài)或動(dòng)態(tài)定位1.GPS測量定位的分類四、GPS定位的原理與方法

依162.測距碼偽距單點(diǎn)定位偽距單點(diǎn)定位原理2.測距碼偽距單點(diǎn)定位偽距單點(diǎn)定位原理17偽距單點(diǎn)定位的應(yīng)用特點(diǎn)既能用于靜態(tài)定位，也可進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位而用于導(dǎo)航屬于無模糊度（多值性）定位定位速度快、實(shí)時(shí)性好對(duì)信號(hào)的強(qiáng)度要求不高但定位精度較低偽距單點(diǎn)定位的應(yīng)用特點(diǎn)18

3.載波相位測量載波相位測量原理載波相位測量的觀測量載波相位測量的特點(diǎn)定位精度比偽距定位精度高可用于進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位、靜態(tài)相對(duì)定位、差分動(dòng)態(tài)定位但面臨著兩個(gè)問題：必須解求整周模糊度經(jīng)常需要探測并修復(fù)周跳3.載波相位測量194.GPS相對(duì)定位相對(duì)定位的原理相對(duì)定位是用兩臺(tái)（或多臺(tái)）接收機(jī)分別安置在一條（或多條）基線的兩端，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)的相對(duì)位置或基線向量在相對(duì)定位時(shí)，通過對(duì)觀測量求差，可以消除衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘的鐘差，削弱電離層和對(duì)流層折射的影響，消去整周模糊度參數(shù)等，使基線精度提高到10-6、10-7，甚至達(dá)到10-8、10-9。4.GPS相對(duì)定位20差分觀測量一次差分觀測量星際一次差分觀測量歷元間一次差分觀測量站際一次差分觀測量二次差分觀測量站際星際二次差分（雙差）觀測量星際歷元間二次差分觀測量站際歷元間二次差分觀測量三次差分觀測量上述三種二次差分觀測量中的任一種再與第三要素求差差分觀測量21

5.差分GPS定位差分GPS定位原理差分GPS定位屬于GPS相對(duì)定位差分GPS定位是將一臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測，根據(jù)基準(zhǔn)站的精密坐標(biāo)計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將這一改正數(shù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在與基準(zhǔn)站接收機(jī)進(jìn)行同步觀測的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站的改正數(shù)，用此對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高用戶站的定位精度5.差分GPS定位22差分方式與功能站間差分–同步觀測值在接收機(jī)間求差可消除衛(wèi)星鐘差，削弱電離層、對(duì)流層折射影響星間差分–同步觀測值在衛(wèi)星間求差可消除接收機(jī)鐘差和星歷誤差歷元間差分–同步觀測值在歷元間求差可消去整周未知數(shù)參數(shù)多元差分還可消除大部分傳播延遲誤差，其程度視基準(zhǔn)站至用戶站的距離而定差分定位的關(guān)鍵技術(shù)是高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓴_問題差分方式與功能23差分GPS的類型單站差分GPS位置差分GPS直接利用基準(zhǔn)站的坐標(biāo)改正數(shù)消去基準(zhǔn)站與用戶站間公共誤差其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單，適用于各種型號(hào)的接收機(jī)其缺點(diǎn)是基準(zhǔn)站與用戶站必須觀測同一組衛(wèi)星，故位置差分只適用于100km以內(nèi)能滿足米級(jí)定位精度，廣泛用于導(dǎo)航和水下測量等偽距差分GPS其原理是在基準(zhǔn)站上觀測所有的衛(wèi)星，利用基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)和測得的各衛(wèi)星的地心坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站至各衛(wèi)星的距離，并求出它與相應(yīng)偽距之差，用此改正數(shù)去改正用戶站測得的偽距其優(yōu)點(diǎn)是由于基準(zhǔn)站提供了所有衛(wèi)星的偽距改正數(shù)，用戶接收機(jī)觀測任意4顆衛(wèi)星即可完成定位其缺點(diǎn)是差分精度隨基準(zhǔn)站到用戶站的距離增加而降低能滿足米級(jí)定位精度，廣泛用于導(dǎo)航和水下測量等差分GPS的類型24載波相位差分GPS載波相位差分技術(shù)又稱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK，RealTimeKinematic）定位技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測站載波相位觀測量的差分方法載波相位差分方法分為修正法和乘法法兩類。前者是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給用戶站，屬于準(zhǔn)RTK；后者是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶站，屬于真正的RTK載波相位差分技術(shù)的關(guān)鍵是解求起始相位模糊度載波相位差分技術(shù)可使三維定位精度達(dá)到厘米級(jí)，應(yīng)用于海上精密定位、地形測圖和地籍測量等載波相位差分技術(shù)也同樣受到基準(zhǔn)站至用戶站距離的限制載波相位差分GPS25局域差分GPS系統(tǒng)（LADGPS）LADGPS的基礎(chǔ)是在局域中建立一個(gè)差分GPS基準(zhǔn)站網(wǎng)，該網(wǎng)由若干基準(zhǔn)站組成，通常還包含一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控站，基準(zhǔn)站之間和基準(zhǔn)站與用戶站之間均有無線電數(shù)據(jù)通訊鏈局域中的用戶通常是采用加權(quán)平均法或最小二乘法對(duì)來自多個(gè)基準(zhǔn)站的改正信息（坐標(biāo)改正數(shù)或距離改正數(shù)）進(jìn)行平差計(jì)算以求得自己的坐標(biāo)改正數(shù)或距離改正數(shù)基準(zhǔn)站與用戶站間的距離通常在500km以內(nèi)才能獲得較好的精度局域差分GPS系統(tǒng)（LADGPS）26廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）WADGPS由一個(gè)中心站、幾個(gè)監(jiān)控站、覆蓋域內(nèi)的用戶站，以及其間的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)所組成廣域差分GPS的基本思想是對(duì)GPS觀測量的各種誤差源加以區(qū)分，再分別對(duì)每一種誤差源加以“模型化”，并將計(jì)算出的數(shù)值通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶，對(duì)用戶的定位誤差進(jìn)行最有效的改正，以達(dá)到明顯地提高用戶站的定位精度廣域差分GPS技術(shù)對(duì)誤差進(jìn)行區(qū)分的目的就是最大限度地降低監(jiān)測站與用戶站間定位誤差的時(shí)空相關(guān)性，克服局域差分GPS技術(shù)對(duì)時(shí)空的強(qiáng)依賴性，以達(dá)到改善實(shí)時(shí)差分定位的精度和擴(kuò)大監(jiān)控站至用戶站之間距離的限制WADGPS是一個(gè)定位精度均勻分布的系統(tǒng)，且覆蓋范圍廣，定位精度比LADGPS高。采用廣域差分GPS技術(shù)進(jìn)行定位，在3000km范圍內(nèi)，利用C/A碼偽距單點(diǎn)定位的分量精度一般優(yōu)于2m，點(diǎn)位精度一般優(yōu)于4mWADGPS使用的硬件設(shè)備及通訊工具昂貴，軟件技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行和維持費(fèi)用高，且可靠性和安全性也不如單個(gè)的LADGPS廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）276.GPS測量的作業(yè)模式經(jīng)典靜態(tài)定位作業(yè)方法

采用兩臺(tái)(或兩臺(tái)以上)接收機(jī),分別安置在一條(或數(shù)條)基線的兩端,同步觀測4顆以上衛(wèi)星,每時(shí)段長45分鐘至2個(gè)小時(shí)或更多精度

基線的相對(duì)精度可達(dá)5mm+1ppm·D適用范圍

建立全球性或國家級(jí)大地控制網(wǎng)、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)、長距離檢?；€，進(jìn)行島陸聯(lián)測、鉆井定位和精密工程控制網(wǎng)建立等注意事項(xiàng)

所有觀測基線均應(yīng)組成一系列封閉圖形，以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠性6.GPS測量的作業(yè)模式28快速靜態(tài)定位作業(yè)方法

在測區(qū)中部的基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)接收機(jī)，跟蹤所有可見的衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測數(shù)分鐘精度

流動(dòng)站相對(duì)基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm+1ppm·D適用范圍

控制網(wǎng)的建立與加密、工程測量、地籍測量等注意事項(xiàng)

在觀測時(shí)段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動(dòng)站與基準(zhǔn)站間應(yīng)不超過20km；流動(dòng)站的接收機(jī)在遷站時(shí)可關(guān)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

速度快、精度高、能耗低；但在兩臺(tái)接收機(jī)工作時(shí)構(gòu)不成閉合圖形，可靠性較差快速靜態(tài)定位29準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，流動(dòng)站接收機(jī)在起始站觀測1~2分鐘后，在對(duì)所測衛(wèi)星不失鎖的情況下，將流動(dòng)站接收機(jī)分別置于各待定點(diǎn)觀測數(shù)秒鐘精度

觀測基線的中誤差約為1~2cm適用范圍

開闊地區(qū)的控制網(wǎng)加密、工程定位、碎部測量、剖面測量、線路測量等注意事項(xiàng)

應(yīng)確保在觀測時(shí)段內(nèi)有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離不超過20km；觀測過程中流動(dòng)站接收機(jī)不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動(dòng)站上延長觀測時(shí)間1~2分鐘準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位30往返重復(fù)設(shè)站定位作業(yè)方法

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，流動(dòng)站接收機(jī)依次到每個(gè)待定點(diǎn)觀測1~2分鐘；1小時(shí)后按逆序返測各流動(dòng)站1~2分鐘精度

相對(duì)基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm+1ppm·D適用范圍

控制網(wǎng)的建立與加密、工程測量、地籍測量等注意事項(xiàng)

應(yīng)確保在觀測時(shí)段內(nèi)有3顆及其以上衛(wèi)星可供觀測；流動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離不超過20km往返重復(fù)設(shè)站定位31動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，流動(dòng)站接收機(jī)在起始站觀測數(shù)分鐘后，流動(dòng)站接收機(jī)開始沿預(yù)定的路線連續(xù)運(yùn)動(dòng)，按規(guī)定的間隔自動(dòng)測定運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)坐標(biāo)精度

相對(duì)基準(zhǔn)站的瞬時(shí)點(diǎn)位精度為1~2cm適用范圍

精密測定運(yùn)動(dòng)載體的運(yùn)動(dòng)軌跡、測定線路的中心線、剖面測量、航道測量等注意事項(xiàng)

需同步觀測5顆衛(wèi)星，其中至少要對(duì)4顆衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)跟蹤；流動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離應(yīng)不超過20km動(dòng)態(tài)定位32實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)

以載波相位觀測量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測量技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的基本思想

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)觀測所有可見衛(wèi)星，并將其觀測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸鏈實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶站，用戶利用這些數(shù)據(jù)對(duì)用戶接收機(jī)同步觀測的數(shù)據(jù)按相對(duì)定位原理實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的作業(yè)模式快速靜態(tài)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)的應(yīng)用范圍航空攝影測量、航空物探、航道測量、線路中線測量、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精密導(dǎo)航等

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)33五、GPS高程測量GPS高程測量的原理WGS-84大地坐標(biāo)系下的大地高H84與相應(yīng)的正常高Hγ和高程異常ζ之間存在下列關(guān)系

Hγ=H84－ζ

或ζ=H84－HγGPS高程測量的核心是根據(jù)測區(qū)內(nèi)某些點(diǎn)的正常高（或重力資料）和GPS大地高計(jì)算出相應(yīng)的高程異常值，進(jìn)而擬合出測區(qū)的似大地水準(zhǔn)面，然后以此為基礎(chǔ)，再利用待測點(diǎn)的GPS大地高求出待測點(diǎn)的正常高五、GPS高程測量34GPS水準(zhǔn)高程測量GPS水準(zhǔn)高程測量是目前GPS高程測量作業(yè)中最常用的一種方法在GPS水準(zhǔn)高程測量中,目前國內(nèi)外用來進(jìn)行似大地水準(zhǔn)面擬合的方法主要有繪等值線圖法適用于面狀區(qū)域原理是：利用區(qū)域內(nèi)若干已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程異常，內(nèi)插繪出測區(qū)的高程異常等值線圖，利用該等值線圖內(nèi)插出待定點(diǎn)的高程異常，進(jìn)而求出其正常高解析曲線內(nèi)插法適用于GPS點(diǎn)布設(shè)成測線時(shí)根據(jù)測線上若干已知點(diǎn)的利用區(qū)域內(nèi)若干已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程異常，用數(shù)值法擬合出測線方向的似大地水準(zhǔn)面曲線，再內(nèi)插出待定點(diǎn)的高程異常，進(jìn)而求出其正常高GPS水準(zhǔn)高程測量35曲面擬合法適用于面狀區(qū)域原理是：利用區(qū)域內(nèi)若干已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程異常，用數(shù)值擬合法擬合出測區(qū)的似大地水準(zhǔn)面，再內(nèi)插出待定點(diǎn)的高程異常，進(jìn)而求出其正常高GPS水準(zhǔn)高程的精度通?？蛇_(dá)到厘米級(jí)精度，能代替四等水準(zhǔn)測量在采用特殊措施的情況下可達(dá)到亞毫米級(jí)或毫米級(jí)的精度曲面擬合法36GPS重力高程測量GPS重力高程測量是用重力資料求定地面點(diǎn)的高程異常,再利用測定的GPS大地高求取地面點(diǎn)的正常高GPS三角高程測量GPS三角高程測量是在GPS點(diǎn)上加測各GPS點(diǎn)間的高度角，利用GPS邊長，按三角高程測量公式計(jì)算GPS點(diǎn)間的高差，進(jìn)而求取GPS點(diǎn)的正常高GPS重力高程測量37六、GPS技術(shù)的應(yīng)用1.GPS技術(shù)在大地控制測量中的應(yīng)用建立全球或全國性的高精度GPS控制網(wǎng)全球性的高精度GPS網(wǎng)目的是建立高精度（1~2m）的全球統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)框架，為大地測量的科學(xué)研究及相關(guān)的地學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)1991年國際大地測量協(xié)會(huì)（LAG）決定在全球范圍內(nèi)建立一個(gè)IGS（國際GPS地球動(dòng)力學(xué)服務(wù)）觀測網(wǎng)，并于1992年6~9月間實(shí)施了第一期會(huì)戰(zhàn)聯(lián)測六、GPS技術(shù)的應(yīng)用38我國的高精度GPS網(wǎng)目的是在全國范圍內(nèi)確定精確的地心坐標(biāo)，建立起我國新一代的地心參考框架及其與國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，并奠定地殼運(yùn)動(dòng)及地球動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)1992年組織了“中國’92GPS會(huì)戰(zhàn)”，布設(shè)了國家A級(jí)GPS網(wǎng)，隨后在1993年和1995年又進(jìn)行兩次復(fù)測。A級(jí)網(wǎng)由28個(gè)點(diǎn)組成，其點(diǎn)位精度達(dá)到厘米級(jí)，邊長相對(duì)精度達(dá)到3×10-9在A級(jí)GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立了國家B級(jí)GPS網(wǎng)。B級(jí)網(wǎng)共布測730個(gè)左右GPS點(diǎn)，平均邊長在東部為50km，在中部為100km，在西部為150km，點(diǎn)位地心坐標(biāo)精度達(dá)到0.1m，邊長相對(duì)中誤差達(dá)到2.0×10-8，高程分量相對(duì)中誤差為3.0×10-8我國的高精度GPS網(wǎng)39區(qū)域性GPS大地控制網(wǎng)區(qū)域GPS網(wǎng)是指國家C、D、E級(jí)GPS網(wǎng)或?qū)楣こ滩荚O(shè)的工程GPS網(wǎng)由于GPS定位的高精度、快速度、省費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，使得目前建立區(qū)域控制網(wǎng)的手段已基本被GPS技術(shù)所取代對(duì)于區(qū)域控制而言，GPS技術(shù)的作用主要在于建立新的地面控制網(wǎng)校核和改善已有的地面控制網(wǎng)對(duì)已有的地面控制網(wǎng)進(jìn)行加密擬合區(qū)域大地水準(zhǔn)面區(qū)域性GPS大地控制網(wǎng)402.GPS技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用建立精密工程控制網(wǎng)用于工程變形監(jiān)測建立工程或滑坡變形自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)建立長大或超長隧道的施工控制網(wǎng)建立超長精密線路的基礎(chǔ)控制網(wǎng)3.GPS技術(shù)在航空攝影測量中的應(yīng)用測定航空攝影測量的地面控制點(diǎn)GPS輔助航空攝影測量技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展2.GPS技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用414.GPS技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用用于高精度海洋定位用于建立海洋大地控制網(wǎng)用于水下地形的測繪建成了中國沿海RBN/DGPS系統(tǒng)RBN/DGPS系統(tǒng)是中國沿海無線電指向標(biāo)差分GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)由20個(gè)RBN/DGPS基準(zhǔn)站組成，形成從鴨綠江口到南沙群島部分區(qū)域、覆蓋我國沿海港口、重要水域和狹窄水道的差分GPS導(dǎo)航服務(wù)網(wǎng)4.GPS技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用425.GPS技術(shù)在地球動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用建立中國地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)建立青藏高原地球動(dòng)力學(xué)監(jiān)測網(wǎng)建立首都圈GPS地表形變監(jiān)測網(wǎng)6.GPS技術(shù)在公安、交通系統(tǒng)中的應(yīng)用建立車輛GPS定位管理系統(tǒng)5.GPS技術(shù)在地球動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用43第三講現(xiàn)代大地測量發(fā)展綜述一、現(xiàn)代大地測量發(fā)展的基礎(chǔ)與特點(diǎn)1.現(xiàn)代大地測量發(fā)展的基礎(chǔ)空間大地測量的發(fā)展電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展其它高新技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展2.現(xiàn)代大地測量的特點(diǎn)以空間大地測量為標(biāo)志精度提高了2~3個(gè)數(shù)量級(jí)突破了經(jīng)典大地測量的時(shí)空局限性第三講現(xiàn)代大地測量發(fā)展綜述44二、國際現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展1.從衛(wèi)星大地測量的出現(xiàn)而崛起2.美國對(duì)現(xiàn)代大地測量的投入最大、啟動(dòng)最早于1958年就制定了國家大地測量10年計(jì)劃于1979年又制定了地球動(dòng)力學(xué)計(jì)劃GPS的布設(shè)和廣泛應(yīng)用3.其它國家的現(xiàn)代大地測量開展也很活躍前蘇聯(lián)的GLONAS布設(shè)完成法國的星載雙頻多普勒定位定軌系統(tǒng)研制成功日本也發(fā)射了大地測量衛(wèi)星歐洲空間局的GNSS布設(shè)完成3.全球聯(lián)測和地域性聯(lián)測空前活躍4.空間測量技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛開拓二、國際現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展45三、我國現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展1.我國現(xiàn)代大地測量的啟動(dòng)60年代開展衛(wèi)星大地測量的研究和應(yīng)用80年代建立起全國衛(wèi)星多普勒定位網(wǎng)80年代后期開始GPS的研究與應(yīng)用目前已建成了2000GPS網(wǎng)2.甚長基線干涉技術(shù)（VLBI）在我國的應(yīng)用在上海、昆明、烏市建立VLBI站將對(duì)我國板塊運(yùn)動(dòng)的定量研究起到重要作用構(gòu)成平均邊長2600km的大三角形VLBI網(wǎng)

VLBI站的坐標(biāo)及其變化可作為我國的測量基準(zhǔn)三、我國現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展463.人衛(wèi)激光測距技術(shù)（SLR）在我國的應(yīng)用SLR應(yīng)用的4個(gè)主要方面以5cm精度測定地極位置和地球自轉(zhuǎn)速率測定全球板塊運(yùn)動(dòng)和區(qū)域性地殼形變建立地面參考坐標(biāo)系測定地球引力場我國的SLR站原有上海、北京、廣州、武漢、長春、昆明、西安、鄭州各站現(xiàn)有上海、北京、廣州、武漢4個(gè)第三代SLR站準(zhǔn)備建立昆明、烏市、拉薩等3個(gè)第三代SLR站3.人衛(wèi)激光測距技術(shù)（SLR）在我國的應(yīng)用474.全球定位系統(tǒng)（GPS）在我國的應(yīng)用我國布測全國GPS網(wǎng)的3個(gè)目的建立我國的地心坐標(biāo)系檢核并改善現(xiàn)有的天文大地網(wǎng)精化我國的大地水準(zhǔn)面（東部優(yōu)于1m，西部為2~3m）我國布設(shè)的兩個(gè)GPS網(wǎng)1991年由總參布設(shè)（地心定位精度為2m，相對(duì)精度達(dá)10-7）1992年由總局布設(shè)（地心定位精度為0.2m，相對(duì)精度達(dá)10-7）4.全球定位系統(tǒng)（GPS）在我國的應(yīng)用48四、大地測量的發(fā)展趨勢1.現(xiàn)代大地測量發(fā)展趨勢綜述由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)從局部到全球從陸地到海洋從運(yùn)動(dòng)學(xué)到動(dòng)力學(xué)從單一學(xué)科的封閉狀態(tài)向多學(xué)科交叉發(fā)展2.現(xiàn)代大地測量發(fā)展趨勢以地球動(dòng)力學(xué)帶動(dòng)整個(gè)大地測量的發(fā)展地球動(dòng)力學(xué)當(dāng)前的研究方向地球自轉(zhuǎn)軸的定向及其變化大地測量和地球物理的反解地殼運(yùn)動(dòng)全球性變化全球重力場及其變化四、大地測量的發(fā)展趨勢49地球動(dòng)力學(xué)的上述研究成果可帶動(dòng)坐標(biāo)框架的精化大地水準(zhǔn)面的精化大地測量內(nèi)容的豐富由三維（靜態(tài)）發(fā)展為四維（動(dòng)態(tài)）研究在時(shí)間概念下的橢球改正研究未來氣候變化對(duì)地球形狀的影響對(duì)高精度天文測量施加潮汐改正采用頻譜分析來精化高程異常研究板塊運(yùn)動(dòng)對(duì)大地水準(zhǔn)面的影響對(duì)高程參考系的研究正向深入發(fā)展目前已提出建立全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)的理論和方案盡快建立cm級(jí)全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)地球動(dòng)力學(xué)的上述研究成果可帶動(dòng)50大地測量向洲際和全球擴(kuò)展1988年進(jìn)行了歐、非、北美等的洲際聯(lián)測1989年進(jìn)行了西歐16國GPS會(huì)戰(zhàn)1992年進(jìn)行了全球GPS會(huì)戰(zhàn)慣性測量系統(tǒng)（ISS）有了新進(jìn)展精度將由10m級(jí)進(jìn)入到cm級(jí)測量元素從3維擴(kuò)展到6個(gè)元素大地控制網(wǎng)的理論與實(shí)踐不斷發(fā)展國家大地控制網(wǎng)的概念將有根本性的變化地面網(wǎng)還將繼續(xù)發(fā)揮作用整體大地測量將逐漸推廣應(yīng)用大地測量向洲際和全球擴(kuò)展51第三講工程測量的現(xiàn)狀與發(fā)展一、現(xiàn)代工程測量的發(fā)展契機(jī)與特點(diǎn)1.現(xiàn)代工程測量的發(fā)展契機(jī)傳統(tǒng)“工程”概念的擴(kuò)充測量學(xué)科的交叉、滲透和綜合高、大、精工程的大量出現(xiàn)微電子、激光、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制的相互結(jié)合2.現(xiàn)代工程測量的特點(diǎn)具有綜合化的特點(diǎn)高新測量技術(shù)的廣泛應(yīng)用工程測量儀器漸趨集成化和自動(dòng)化精度和速度明顯提高精密工程測量的可遇性愈來愈高第三講工程測量的現(xiàn)狀與發(fā)展52二、工程測量的現(xiàn)狀1.地面測量系統(tǒng)已形成系列化全站儀測量系統(tǒng)（TMS）自動(dòng)化全站儀測量系統(tǒng)（ATMS）全站儀大比例尺數(shù)字測圖系統(tǒng)數(shù)字水準(zhǔn)測量系統(tǒng)工業(yè)測量系統(tǒng)2.GPS在工程測量中的應(yīng)用日益廣泛工程GPS測量控制網(wǎng)的普遍建立開始用于變形監(jiān)測和地表沉降監(jiān)測開始用于工程攝影測量的控制GPS水準(zhǔn)開始用于工程測量GPS/GIS綜合系統(tǒng)開始出現(xiàn)二、工程測量的現(xiàn)狀533.特種精密工程測量的蓬勃發(fā)展促使特種精密工程測量發(fā)展的因素現(xiàn)代化城市建設(shè)的需要大型企業(yè)技術(shù)改造熱潮的興起病損工程和重大工程急需監(jiān)測特種精密工程測量的發(fā)展觀測漸趨半自動(dòng)化和自動(dòng)化各類傳感器的廣泛應(yīng)用三維精密測量用于對(duì)高聳建筑物的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)開始應(yīng)用4.特種精密工程測量的展望安全監(jiān)測將繼續(xù)蓬勃發(fā)展快速三維測量和GPS技術(shù)的應(yīng)用將更加普及線測技術(shù)將走向前臺(tái)避免觀測過程中的外界干擾仍是個(gè)難題3.特種精密工程測量的蓬勃發(fā)展54二、現(xiàn)代工程測量的發(fā)展趨勢1.繼續(xù)向綜合化方向發(fā)展2.地面測量系統(tǒng)向更加自動(dòng)化方向發(fā)展3.特種精密工程測量的應(yīng)用將更加廣泛二、現(xiàn)代工程測量的發(fā)展趨勢55第四講測繪科學(xué)的發(fā)展前景一、從信息化時(shí)代談起1.信息技術(shù)的時(shí)代意義二次世界大戰(zhàn)后的5次偉大技術(shù)革命原子能的釋放和利用人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功重組基因（DNA）實(shí)驗(yàn)的成功微處理機(jī)的大量生產(chǎn)人類進(jìn)入信息化時(shí)代本世紀(jì)的6大高新技術(shù)領(lǐng)域信息技術(shù)新材料新能源生物工程空間技術(shù)海洋科學(xué)第四講測繪科學(xué)的發(fā)展前景562.信息化時(shí)代的主要標(biāo)志采集和傳輸信息的衛(wèi)星群星璀璨滿載信息的電磁波充滿空間計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用并進(jìn)入家庭白領(lǐng)工人數(shù)量超過藍(lán)領(lǐng)工人IC卡和條形碼被廣泛應(yīng)用2.信息化時(shí)代的主要標(biāo)志57二、“四金工程”拉開我國信息化建設(shè)的序幕1.金橋工程國家共同經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)目標(biāo)是建立一個(gè)覆蓋全國與國務(wù)院各部委專用網(wǎng)相連，并與30個(gè)省市自治區(qū)、500個(gè)中心城市、12000個(gè)大中型企業(yè)、100個(gè)計(jì)劃單列的重點(diǎn)企業(yè)集團(tuán)以及三峽工程、大亞灣核電站等國家重點(diǎn)工程相連接的國家共同經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)2.金關(guān)工程國家外貿(mào)信息管理系統(tǒng)目的是將全國的外貿(mào)系統(tǒng)的信息系統(tǒng)連網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無紙貿(mào)易二、“四金工程”拉開我國信息化建設(shè)的序幕583.金卡工程實(shí)現(xiàn)電子貨幣和電子證件4.金稅工程國家增值稅征收信息管理系統(tǒng)投資500億進(jìn)行建設(shè)5.國家信息化建設(shè)的內(nèi)容包括信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)若將“金橋”設(shè)計(jì)成信息高速公路，則“金關(guān)”、“金卡”、“金稅”則是以信息基礎(chǔ)設(shè)施（基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)）上的應(yīng)用系統(tǒng)測繪新技術(shù)講座課件59三、“金地工程”—地理信息系統(tǒng)（GIS）1.GIS的概述GIS是一個(gè)有組織的硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和人才的集合，是以計(jì)算機(jī)軟、硬件為平臺(tái)、信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的地學(xué)空間信息系統(tǒng)GIS的建設(shè)是國家建設(shè)與管理的基礎(chǔ)設(shè)施，是信息化社會(huì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，是國家走向信息化的“金地工程”2.GIS的組成地理數(shù)據(jù)硬件（工作站）軟件（如ARC/INFO、Genamap、mapGIS等）規(guī)范人才三、“金地工程”—地理信息系統(tǒng)（GIS）603.GIS的基本功能數(shù)據(jù)采集與編輯功能地理數(shù)據(jù)庫管理功能制圖功能空間查詢與空間分析功能地形分析功能4.GIS的應(yīng)用范圍對(duì)全球變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測為國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)服務(wù)為城市建設(shè)和管理服務(wù)為企業(yè)管理服務(wù)為商業(yè)管理和購銷服務(wù)為工程建設(shè)施工服務(wù)為軍事服務(wù)3.GIS的基本功能61四、“6S”技術(shù)與數(shù)字地球1.測繪學(xué)的發(fā)展歷程從“古老單一”走向“科學(xué)細(xì)分”測繪學(xué)在開始階段是一門古老單一的學(xué)科本世紀(jì)30~50年代明確劃分為天文測量學(xué)大地測量學(xué)攝影測量學(xué)工程測量學(xué)地圖制圖學(xué)50年代以后細(xì)分得更甚四、“6S”技術(shù)與數(shù)字地球62從“科學(xué)細(xì)分”走向“科學(xué)綜合”計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和空間技術(shù)的發(fā)展與結(jié)合，使整個(gè)世界迅速經(jīng)歷著新的一場技術(shù)革命，其主要特點(diǎn)是各個(gè)學(xué)科、各個(gè)專業(yè)在信息獲取、傳輸、處理、成果顯示與表達(dá)以及應(yīng)用上更多地依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，使許多學(xué)科都從它的中心走向邊緣，形成不同學(xué)科間相互交叉的具有強(qiáng)大生命力的邊緣學(xué)科現(xiàn)代科學(xué)的這種從細(xì)分走向綜合的發(fā)展趨勢已形成了強(qiáng)大的沖擊力量，推動(dòng)著測繪學(xué)科內(nèi)部各個(gè)專業(yè)以及與測繪、遙感相鄰近的學(xué)科（如空間科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地球科學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、管理科學(xué)等）的相互綜合，進(jìn)而形成一個(gè)大邊緣學(xué)科—地學(xué)信息科學(xué)，構(gòu)成信息科學(xué)和信息產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。測繪學(xué)的5大分支學(xué)科的界限已逐漸消除，并與其它學(xué)科綜合形成一個(gè)全新的學(xué)科（其名稱尚有爭議），目前大學(xué)本科的專業(yè)目錄已將測繪學(xué)的5大分支學(xué)科合并，暫時(shí)仍稱為“測繪學(xué)”從“科學(xué)細(xì)分”走向“科學(xué)綜合”632.“6S”技術(shù)全球定位系統(tǒng)（GPS）是地面點(diǎn)定位的基本手段，是地學(xué)數(shù)據(jù)的定位基礎(chǔ)遙感（RS）與數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)（DPS）的結(jié)合是用攝影和遙感獲取地學(xué)數(shù)字信息的基本手段地面測量系統(tǒng)（TMS）是地面測量儀器獲取地學(xué)數(shù)字信息的基本手段專家系統(tǒng)（ES）是用知識(shí)和推理來解決地學(xué)信息系統(tǒng)中的難題，其關(guān)鍵問題是知識(shí)工程，即專家知識(shí)的獲取、表示和使用，它是實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的重要支撐地理信息系統(tǒng)（GIS）是一個(gè)有組織的硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和人才的集合，是一個(gè)具有管理、查詢、制圖、分析等綜合功能系統(tǒng)2.“6S”技術(shù)643.“6S”技術(shù)的結(jié)合“6S”技術(shù)的有機(jī)結(jié)合將從根本上改變測繪專業(yè)的作用和面貌，將原來的單純提供定位信息的部門轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c決策、管理、規(guī)劃、設(shè)計(jì)的重要組成部分，將有力地推動(dòng)管理的嚴(yán)格性、決策的科學(xué)性、規(guī)劃的合理性和設(shè)計(jì)的高效益，將對(duì)國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場起到重大作用。同時(shí)，也將提高測繪科學(xué)的地位和重要性，測繪科學(xué)將具有光明燦爛的未來。4.數(shù)字地球其實(shí)質(zhì)是具有全球性的地學(xué)信息系統(tǒng)。

3.“6S”技術(shù)的結(jié)合65謝謝各位再見！謝謝各位66測繪新技術(shù)講座◆GPS的現(xiàn)狀與應(yīng)用◆現(xiàn)代大地測量發(fā)展綜述◆工程測量的現(xiàn)狀與發(fā)展◆測繪科學(xué)的發(fā)展前景測繪新技術(shù)講座◆GPS的現(xiàn)狀與應(yīng)用67第一講GPS的現(xiàn)狀及應(yīng)用一、GPS的定義、系統(tǒng)組成與功能1.GPS的定義GPS是美國國防部為替代子午衛(wèi)星系統(tǒng)（NNSS）于1973年12月批準(zhǔn)研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它的全稱是衛(wèi)星測時(shí)測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)（NAVSTAR/GPS；NavigationSatelliteAndRanging/GlobalPositioningSystem）第一講GPS的現(xiàn)狀及應(yīng)用68

2.GPS的系統(tǒng)組成空間部分24（21+3）顆GPS衛(wèi)星組成24顆衛(wèi)星分布在20200km高空上的傾角為55°的6個(gè)軌道上，運(yùn)行周期為11h58min，以保證在全球各處能觀測到高度角>15°的衛(wèi)星4顆以上衛(wèi)星以L1（1575.42MHz）和L2（1227.60MHz)兩個(gè)波段發(fā)射載波無線電信號(hào)，內(nèi)容包括測距碼和導(dǎo)航電文測距瑪有P碼（精碼）和C/A碼（粗搜索碼）。C/A碼供民用的標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（SPS）；P碼只供美國軍方和授權(quán)用戶使用導(dǎo)航電文內(nèi)容包括衛(wèi)星星歷、電離層模型系數(shù)、時(shí)間信息、衛(wèi)星狀態(tài)信息、星鐘改正數(shù)以及漂移信息等2.GPS的系統(tǒng)組成69監(jiān)控部分1個(gè)主控站（設(shè)在美國的科羅拉多）3個(gè)注入站（設(shè)在大西洋的阿森松島、印度洋的迪戈加西亞島和太平洋的卡瓦加蘭島）5個(gè)監(jiān)控站（設(shè)在主控站、3個(gè)注入站和美國的夏威夷）用戶部分GPS接收機(jī)監(jiān)控部分70GPS衛(wèi)星GPS衛(wèi)星71GPS衛(wèi)星在軌道上的分布GPS衛(wèi)星在軌道上的分布72GPS的系統(tǒng)組成空間部分24顆GPS衛(wèi)星組成用戶部分

GPS接收機(jī)控制部分

1個(gè)主控站

5個(gè)監(jiān)控站

3個(gè)注入站

注入站

監(jiān)控站主控站GPS的系統(tǒng)組成空間部分用戶部分控制部分注入站733.GPS的功能導(dǎo)航?？諏?dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)等測速其精度可達(dá)0.1m/s測時(shí)與授時(shí)其精度可達(dá)340ns定位

C/A碼單點(diǎn)定位精度為20~40m，P碼單點(diǎn)定位精度為16m相對(duì)定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10-6，100km~500km可達(dá)10-7，1000km以上可達(dá)10-9。在300~1500m的工程精密定位時(shí)觀測1h以上定位精度可達(dá)1mm以內(nèi)，與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其較差最大為0.5mm，較差中誤差為0.3mmC/A碼單點(diǎn)定位的高程精度為30~60m，DGPS高程精度目前最高可達(dá)到厘米級(jí)或亞毫米級(jí)3.GPS的功能74二、GPS的技術(shù)定義與政策1.IOC與FOC的定義IOC—初始運(yùn)作能力

24顆衛(wèi)星（Ⅰ/Ⅱ/ⅡA型）在預(yù)定的軌道上運(yùn)行能按規(guī)定精度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)

1993年12月8日美國防部宣布達(dá)到IOCFOC—全部運(yùn)作能力

24顆衛(wèi)星（Ⅱ/ⅡA型）在預(yù)定的軌道上運(yùn)行能全面滿足軍方的要求二、GPS的技術(shù)定義與政策752.SA政策和AS政策SA技術(shù)—選擇可用性技術(shù)包括ε技術(shù)δ技術(shù)水平定位精度從20~30m降低到100mAS技術(shù)—反電子欺騙技術(shù)將P碼加密為Y碼SA和AS實(shí)施的目的使非特許用戶不能獲得高精度定位信息用戶的對(duì)策采用DGPS技術(shù)對(duì)付SA政策采用下面3種技術(shù)對(duì)付AS政策

P-W技術(shù)

L1、L2互相關(guān)技術(shù)窄相關(guān)技術(shù)2.SA政策和AS政策763.GPS使用的安全性與完備性GPS使用的安全性安全性—GPS的C/A碼在戰(zhàn)時(shí)是否會(huì)關(guān)閉GPS具有安全性的理由美國于1991年有言在先眾多商業(yè)用戶的強(qiáng)大阻力C/A碼是P碼的引導(dǎo)碼美國必須混合使用民用GPS接收機(jī)GPS使用的完備性完備性—發(fā)現(xiàn)精度不合格并能及時(shí)通知用戶的能力完備性的要求能夠及時(shí)檢測出精度超限的情況能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通知用戶美聯(lián)邦航空管理局（FAA）要求精度限差為10m、時(shí)間為10s。直至今日美國國防部仍未宣布已達(dá)到完備性的要求3.GPS使用的安全性與完備性774.美國GPS政策的改變2000年5月美國國防部宣布取消SA政策，使得水平單點(diǎn)定位精度恢復(fù)到20~30m將逐步開放L2的C/A碼L2上的C/A碼的開放，將使得GPS的精度和功能提高，且可使用戶方便的利用雙頻進(jìn)行電離層影響的改正。屆時(shí)可使水平單點(diǎn)定位精度提高到2.5m將啟用一個(gè)新的民用頻率L5和和軍隊(duì)專用的M碼L5將大大縮短整周模糊度的搜索時(shí)間，從而使得動(dòng)態(tài)定位和快速靜態(tài)定位技術(shù)有更大的發(fā)展4.美國GPS政策的改變785.GPS以外的全球定位系統(tǒng)GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)由前蘇聯(lián)和俄羅斯從1982年開始至1996年建成INMARSAT系統(tǒng)由國際移動(dòng)衛(wèi)星組織（原名國際海事衛(wèi)星組織（INMARSAT））籌建GNSS系統(tǒng)由國際民航組織籌建，將建成由GPS、GLONASS、MARSAT、GAIT、RAIM組成的混合系統(tǒng)5.GPS以外的全球定位系統(tǒng)79三、GPS接收機(jī)的類型與發(fā)展1.GPS接收機(jī)的類型導(dǎo)航型測地型授時(shí)型2.GPS接收機(jī)的發(fā)展1981年GPS接收機(jī)問世測地型已從第一代發(fā)展到第三代第三代的標(biāo)志采用擴(kuò)波技術(shù)和精化軟件等先進(jìn)技術(shù)精度有明顯提高，相對(duì)可達(dá)到10-6~10-9

能進(jìn)行多種模式作業(yè)在體積、重量、功耗上均有較大改進(jìn)目前還在飛速發(fā)展三、GPS接收機(jī)的類型與發(fā)展803.GPS接收機(jī)的發(fā)展趨勢動(dòng)態(tài)定位精度達(dá)到cm級(jí)更加輕便、靈活、小型化并大量使用嵌入機(jī)功耗減少、內(nèi)存增大、平均無故障天數(shù)增加天線性能的改進(jìn)，有望解決多路徑效應(yīng)的困擾向高集成、多功能、一體化發(fā)展G方式機(jī)—單頻單系統(tǒng)（GPS-L1）GG方式機(jī)—單頻雙系統(tǒng)（GPS/GLONASS-L1）GD方式機(jī)—雙頻單系統(tǒng)（GPS-L1+L2）GGD方式機(jī)—雙頻雙系統(tǒng)（GPS/GLONASS-L1+L2）3.GPS接收機(jī)的發(fā)展趨勢81

依定位時(shí)的狀態(tài)分動(dòng)態(tài)定位靜態(tài)定位依定位模式分絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）相對(duì)定位差分定位依定位采用的觀測值分偽距測量（偽距法定位）載波相位測量依時(shí)效分實(shí)時(shí)定位事后定位依確定整周模糊度的方法及觀測時(shí)段的長短分常速靜態(tài)或動(dòng)態(tài)定位快速靜態(tài)或動(dòng)態(tài)定位1.GPS測量定位的分類四、GPS定位的原理與方法

依822.測距碼偽距單點(diǎn)定位偽距單點(diǎn)定位原理2.測距碼偽距單點(diǎn)定位偽距單點(diǎn)定位原理83偽距單點(diǎn)定位的應(yīng)用特點(diǎn)既能用于靜態(tài)定位，也可進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位而用于導(dǎo)航屬于無模糊度（多值性）定位定位速度快、實(shí)時(shí)性好對(duì)信號(hào)的強(qiáng)度要求不高但定位精度較低偽距單點(diǎn)定位的應(yīng)用特點(diǎn)84

3.載波相位測量載波相位測量原理載波相位測量的觀測量載波相位測量的特點(diǎn)定位精度比偽距定位精度高可用于進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位、靜態(tài)相對(duì)定位、差分動(dòng)態(tài)定位但面臨著兩個(gè)問題：必須解求整周模糊度經(jīng)常需要探測并修復(fù)周跳3.載波相位測量854.GPS相對(duì)定位相對(duì)定位的原理相對(duì)定位是用兩臺(tái)（或多臺(tái)）接收機(jī)分別安置在一條（或多條）基線的兩端，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)的相對(duì)位置或基線向量在相對(duì)定位時(shí)，通過對(duì)觀測量求差，可以消除衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘的鐘差，削弱電離層和對(duì)流層折射的影響，消去整周模糊度參數(shù)等，使基線精度提高到10-6、10-7，甚至達(dá)到10-8、10-9。4.GPS相對(duì)定位86差分觀測量一次差分觀測量星際一次差分觀測量歷元間一次差分觀測量站際一次差分觀測量二次差分觀測量站際星際二次差分（雙差）觀測量星際歷元間二次差分觀測量站際歷元間二次差分觀測量三次差分觀測量上述三種二次差分觀測量中的任一種再與第三要素求差差分觀測量87

5.差分GPS定位差分GPS定位原理差分GPS定位屬于GPS相對(duì)定位差分GPS定位是將一臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測，根據(jù)基準(zhǔn)站的精密坐標(biāo)計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將這一改正數(shù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在與基準(zhǔn)站接收機(jī)進(jìn)行同步觀測的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站的改正數(shù)，用此對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高用戶站的定位精度5.差分GPS定位88差分方式與功能站間差分–同步觀測值在接收機(jī)間求差可消除衛(wèi)星鐘差，削弱電離層、對(duì)流層折射影響星間差分–同步觀測值在衛(wèi)星間求差可消除接收機(jī)鐘差和星歷誤差歷元間差分–同步觀測值在歷元間求差可消去整周未知數(shù)參數(shù)多元差分還可消除大部分傳播延遲誤差，其程度視基準(zhǔn)站至用戶站的距離而定差分定位的關(guān)鍵技術(shù)是高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓴_問題差分方式與功能89差分GPS的類型單站差分GPS位置差分GPS直接利用基準(zhǔn)站的坐標(biāo)改正數(shù)消去基準(zhǔn)站與用戶站間公共誤差其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單，適用于各種型號(hào)的接收機(jī)其缺點(diǎn)是基準(zhǔn)站與用戶站必須觀測同一組衛(wèi)星，故位置差分只適用于100km以內(nèi)能滿足米級(jí)定位精度，廣泛用于導(dǎo)航和水下測量等偽距差分GPS其原理是在基準(zhǔn)站上觀測所有的衛(wèi)星，利用基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)和測得的各衛(wèi)星的地心坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站至各衛(wèi)星的距離，并求出它與相應(yīng)偽距之差，用此改正數(shù)去改正用戶站測得的偽距其優(yōu)點(diǎn)是由于基準(zhǔn)站提供了所有衛(wèi)星的偽距改正數(shù)，用戶接收機(jī)觀測任意4顆衛(wèi)星即可完成定位其缺點(diǎn)是差分精度隨基準(zhǔn)站到用戶站的距離增加而降低能滿足米級(jí)定位精度，廣泛用于導(dǎo)航和水下測量等差分GPS的類型90載波相位差分GPS載波相位差分技術(shù)又稱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK，RealTimeKinematic）定位技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測站載波相位觀測量的差分方法載波相位差分方法分為修正法和乘法法兩類。前者是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給用戶站，屬于準(zhǔn)RTK；后者是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶站，屬于真正的RTK載波相位差分技術(shù)的關(guān)鍵是解求起始相位模糊度載波相位差分技術(shù)可使三維定位精度達(dá)到厘米級(jí)，應(yīng)用于海上精密定位、地形測圖和地籍測量等載波相位差分技術(shù)也同樣受到基準(zhǔn)站至用戶站距離的限制載波相位差分GPS91局域差分GPS系統(tǒng)（LADGPS）LADGPS的基礎(chǔ)是在局域中建立一個(gè)差分GPS基準(zhǔn)站網(wǎng)，該網(wǎng)由若干基準(zhǔn)站組成，通常還包含一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控站，基準(zhǔn)站之間和基準(zhǔn)站與用戶站之間均有無線電數(shù)據(jù)通訊鏈局域中的用戶通常是采用加權(quán)平均法或最小二乘法對(duì)來自多個(gè)基準(zhǔn)站的改正信息（坐標(biāo)改正數(shù)或距離改正數(shù)）進(jìn)行平差計(jì)算以求得自己的坐標(biāo)改正數(shù)或距離改正數(shù)基準(zhǔn)站與用戶站間的距離通常在500km以內(nèi)才能獲得較好的精度局域差分GPS系統(tǒng)（LADGPS）92廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）WADGPS由一個(gè)中心站、幾個(gè)監(jiān)控站、覆蓋域內(nèi)的用戶站，以及其間的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)所組成廣域差分GPS的基本思想是對(duì)GPS觀測量的各種誤差源加以區(qū)分，再分別對(duì)每一種誤差源加以“模型化”，并將計(jì)算出的數(shù)值通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶，對(duì)用戶的定位誤差進(jìn)行最有效的改正，以達(dá)到明顯地提高用戶站的定位精度廣域差分GPS技術(shù)對(duì)誤差進(jìn)行區(qū)分的目的就是最大限度地降低監(jiān)測站與用戶站間定位誤差的時(shí)空相關(guān)性，克服局域差分GPS技術(shù)對(duì)時(shí)空的強(qiáng)依賴性，以達(dá)到改善實(shí)時(shí)差分定位的精度和擴(kuò)大監(jiān)控站至用戶站之間距離的限制WADGPS是一個(gè)定位精度均勻分布的系統(tǒng)，且覆蓋范圍廣，定位精度比LADGPS高。采用廣域差分GPS技術(shù)進(jìn)行定位，在3000km范圍內(nèi)，利用C/A碼偽距單點(diǎn)定位的分量精度一般優(yōu)于2m，點(diǎn)位精度一般優(yōu)于4mWADGPS使用的硬件設(shè)備及通訊工具昂貴，軟件技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行和維持費(fèi)用高，且可靠性和安全性也不如單個(gè)的LADGPS廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）936.GPS測量的作業(yè)模式經(jīng)典靜態(tài)定位作業(yè)方法

采用兩臺(tái)(或兩臺(tái)以上)接收機(jī),分別安置在一條(或數(shù)條)基線的兩端,同步觀測4顆以上衛(wèi)星,每時(shí)段長45分鐘至2個(gè)小時(shí)或更多精度

基線的相對(duì)精度可達(dá)5mm+1ppm·D適用范圍

建立全球性或國家級(jí)大地控制網(wǎng)、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)、長距離檢校基線，進(jìn)行島陸聯(lián)測、鉆井定位和精密工程控制網(wǎng)建立等注意事項(xiàng)

所有觀測基線均應(yīng)組成一系列封閉圖形，以利于外業(yè)檢核，提高成果可靠性6.GPS測量的作業(yè)模式94快速靜態(tài)定位作業(yè)方法

在測區(qū)中部的基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)接收機(jī)，跟蹤所有可見的衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測數(shù)分鐘精度

流動(dòng)站相對(duì)基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm+1ppm·D適用范圍

控制網(wǎng)的建立與加密、工程測量、地籍測量等注意事項(xiàng)

在觀測時(shí)段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動(dòng)站與基準(zhǔn)站間應(yīng)不超過20km；流動(dòng)站的接收機(jī)在遷站時(shí)可關(guān)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

速度快、精度高、能耗低；但在兩臺(tái)接收機(jī)工作時(shí)構(gòu)不成閉合圖形，可靠性較差快速靜態(tài)定位95準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，流動(dòng)站接收機(jī)在起始站觀測1~2分鐘后，在對(duì)所測衛(wèi)星不失鎖的情況下，將流動(dòng)站接收機(jī)分別置于各待定點(diǎn)觀測數(shù)秒鐘精度

觀測基線的中誤差約為1~2cm適用范圍

開闊地區(qū)的控制網(wǎng)加密、工程定位、碎部測量、剖面測量、線路測量等注意事項(xiàng)

應(yīng)確保在觀測時(shí)段內(nèi)有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離不超過20km；觀測過程中流動(dòng)站接收機(jī)不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動(dòng)站上延長觀測時(shí)間1~2分鐘準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位96往返重復(fù)設(shè)站定位作業(yè)方法

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，流動(dòng)站接收機(jī)依次到每個(gè)待定點(diǎn)觀測1~2分鐘；1小時(shí)后按逆序返測各流動(dòng)站1~2分鐘精度

相對(duì)基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm+1ppm·D適用范圍

控制網(wǎng)的建立與加密、工程測量、地籍測量等注意事項(xiàng)

應(yīng)確保在觀測時(shí)段內(nèi)有3顆及其以上衛(wèi)星可供觀測；流動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離不超過20km往返重復(fù)設(shè)站定位97動(dòng)態(tài)定位作業(yè)方法

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，流動(dòng)站接收機(jī)在起始站觀測數(shù)分鐘后，流動(dòng)站接收機(jī)開始沿預(yù)定的路線連續(xù)運(yùn)動(dòng)，按規(guī)定的間隔自動(dòng)測定運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)坐標(biāo)精度

相對(duì)基準(zhǔn)站的瞬時(shí)點(diǎn)位精度為1~2cm適用范圍

精密測定運(yùn)動(dòng)載體的運(yùn)動(dòng)軌跡、測定線路的中心線、剖面測量、航道測量等注意事項(xiàng)

需同步觀測5顆衛(wèi)星，其中至少要對(duì)4顆衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)跟蹤；流動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離應(yīng)不超過20km動(dòng)態(tài)定位98實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)

以載波相位觀測量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測量技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的基本思想

基準(zhǔn)站接收機(jī)連續(xù)觀測所有可見衛(wèi)星，并將其觀測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸鏈實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶站，用戶利用這些數(shù)據(jù)對(duì)用戶接收機(jī)同步觀測的數(shù)據(jù)按相對(duì)定位原理實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的作業(yè)模式快速靜態(tài)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)的應(yīng)用范圍航空攝影測量、航空物探、航道測量、線路中線測量、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精密導(dǎo)航等

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)99五、GPS高程測量GPS高程測量的原理WGS-84大地坐標(biāo)系下的大地高H84與相應(yīng)的正常高Hγ和高程異常ζ之間存在下列關(guān)系

Hγ=H84－ζ

或ζ=H84－HγGPS高程測量的核心是根據(jù)測區(qū)內(nèi)某些點(diǎn)的正常高（或重力資料）和GPS大地高計(jì)算出相應(yīng)的高程異常值，進(jìn)而擬合出測區(qū)的似大地水準(zhǔn)面，然后以此為基礎(chǔ)，再利用待測點(diǎn)的GPS大地高求出待測點(diǎn)的正常高五、GPS高程測量100GPS水準(zhǔn)高程測量GPS水準(zhǔn)高程測量是目前GPS高程測量作業(yè)中最常用的一種方法在GPS水準(zhǔn)高程測量中,目前國內(nèi)外用來進(jìn)行似大地水準(zhǔn)面擬合的方法主要有繪等值線圖法適用于面狀區(qū)域原理是：利用區(qū)域內(nèi)若干已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程異常，內(nèi)插繪出測區(qū)的高程異常等值線圖，利用該等值線圖內(nèi)插出待定點(diǎn)的高程異常，進(jìn)而求出其正常高解析曲線內(nèi)插法適用于GPS點(diǎn)布設(shè)成測線時(shí)根據(jù)測線上若干已知點(diǎn)的利用區(qū)域內(nèi)若干已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程異常，用數(shù)值法擬合出測線方向的似大地水準(zhǔn)面曲線，再內(nèi)插出待定點(diǎn)的高程異常，進(jìn)而求出其正常高GPS水準(zhǔn)高程測量101曲面擬合法適用于面狀區(qū)域原理是：利用區(qū)域內(nèi)若干已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程異常，用數(shù)值擬合法擬合出測區(qū)的似大地水準(zhǔn)面，再內(nèi)插出待定點(diǎn)的高程異常，進(jìn)而求出其正常高GPS水準(zhǔn)高程的精度通?？蛇_(dá)到厘米級(jí)精度，能代替四等水準(zhǔn)測量在采用特殊措施的情況下可達(dá)到亞毫米級(jí)或毫米級(jí)的精度曲面擬合法102GPS重力高程測量GPS重力高程測量是用重力資料求定地面點(diǎn)的高程異常,再利用測定的GPS大地高求取地面點(diǎn)的正常高GPS三角高程測量GPS三角高程測量是在GPS點(diǎn)上加測各GPS點(diǎn)間的高度角，利用GPS邊長，按三角高程測量公式計(jì)算GPS點(diǎn)間的高差，進(jìn)而求取GPS點(diǎn)的正常高GPS重力高程測量103六、GPS技術(shù)的應(yīng)用1.GPS技術(shù)在大地控制測量中的應(yīng)用建立全球或全國性的高精度GPS控制網(wǎng)全球性的高精度GPS網(wǎng)目的是建立高精度（1~2m）的全球統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)框架，為大地測量的科學(xué)研究及相關(guān)的地學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)1991年國際大地測量協(xié)會(huì)（LAG）決定在全球范圍內(nèi)建立一個(gè)IGS（國際GPS地球動(dòng)力學(xué)服務(wù)）觀測網(wǎng)，并于1992年6~9月間實(shí)施了第一期會(huì)戰(zhàn)聯(lián)測六、GPS技術(shù)的應(yīng)用104我國的高精度GPS網(wǎng)目的是在全國范圍內(nèi)確定精確的地心坐標(biāo)，建立起我國新一代的地心參考框架及其與國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，并奠定地殼運(yùn)動(dòng)及地球動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)1992年組織了“中國’92GPS會(huì)戰(zhàn)”，布設(shè)了國家A級(jí)GPS網(wǎng)，隨后在1993年和1995年又進(jìn)行兩次復(fù)測。A級(jí)網(wǎng)由28個(gè)點(diǎn)組成，其點(diǎn)位精度達(dá)到厘米級(jí)，邊長相對(duì)精度達(dá)到3×10-9在A級(jí)GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立了國家B級(jí)GPS網(wǎng)。B級(jí)網(wǎng)共布測730個(gè)左右GPS點(diǎn)，平均邊長在東部為50km，在中部為100km，在西部為150km，點(diǎn)位地心坐標(biāo)精度達(dá)到0.1m，邊長相對(duì)中誤差達(dá)到2.0×10-8，高程分量相對(duì)中誤差為3.0×10-8我國的高精度GPS網(wǎng)105區(qū)域性GPS大地控制網(wǎng)區(qū)域GPS網(wǎng)是指國家C、D、E級(jí)GPS網(wǎng)或?qū)楣こ滩荚O(shè)的工程GPS網(wǎng)由于GPS定位的高精度、快速度、省費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，使得目前建立區(qū)域控制網(wǎng)的手段已基本被GPS技術(shù)所取代對(duì)于區(qū)域控制而言，GPS技術(shù)的作用主要在于建立新的地面控制網(wǎng)校核和改善已有的地面控制網(wǎng)對(duì)已有的地面控制網(wǎng)進(jìn)行加密擬合區(qū)域大地水準(zhǔn)面區(qū)域性GPS大地控制網(wǎng)1062.GPS技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用建立精密工程控制網(wǎng)用于工程變形監(jiān)測建立工程或滑坡變形自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)建立長大或超長隧道的施工控制網(wǎng)建立超長精密線路的基礎(chǔ)控制網(wǎng)3.GPS技術(shù)在航空攝影測量中的應(yīng)用測定航空攝影測量的地面控制點(diǎn)GPS輔助航空攝影測量技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展2.GPS技術(shù)在精密工程測量中的應(yīng)用1074.GPS技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用用于高精度海洋定位用于建立海洋大地控制網(wǎng)用于水下地形的測繪建成了中國沿海RBN/DGPS系統(tǒng)RBN/DGPS系統(tǒng)是中國沿海無線電指向標(biāo)差分GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)由20個(gè)RBN/DGPS基準(zhǔn)站組成，形成從鴨綠江口到南沙群島部分區(qū)域、覆蓋我國沿海港口、重要水域和狹窄水道的差分GPS導(dǎo)航服務(wù)網(wǎng)4.GPS技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用1085.GPS技術(shù)在地球動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用建立中國地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)建立青藏高原地球動(dòng)力學(xué)監(jiān)測網(wǎng)建立首都圈GPS地表形變監(jiān)測網(wǎng)6.GPS技術(shù)在公安、交通系統(tǒng)中的應(yīng)用建立車輛GPS定位管理系統(tǒng)5.GPS技術(shù)在地球動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用109第三講現(xiàn)代大地測量發(fā)展綜述一、現(xiàn)代大地測量發(fā)展的基礎(chǔ)與特點(diǎn)1.現(xiàn)代大地測量發(fā)展的基礎(chǔ)空間大地測量的發(fā)展電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展其它高新技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展2.現(xiàn)代大地測量的特點(diǎn)以空間大地測量為標(biāo)志精度提高了2~3個(gè)數(shù)量級(jí)突破了經(jīng)典大地測量的時(shí)空局限性第三講現(xiàn)代大地測量發(fā)展綜述110二、國際現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展1.從衛(wèi)星大地測量的出現(xiàn)而崛起2.美國對(duì)現(xiàn)代大地測量的投入最大、啟動(dòng)最早于1958年就制定了國家大地測量10年計(jì)劃于1979年又制定了地球動(dòng)力學(xué)計(jì)劃GPS的布設(shè)和廣泛應(yīng)用3.其它國家的現(xiàn)代大地測量開展也很活躍前蘇聯(lián)的GLONAS布設(shè)完成法國的星載雙頻多普勒定位定軌系統(tǒng)研制成功日本也發(fā)射了大地測量衛(wèi)星歐洲空間局的GNSS布設(shè)完成3.全球聯(lián)測和地域性聯(lián)測空前活躍4.空間測量技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛開拓二、國際現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展111三、我國現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展1.我國現(xiàn)代大地測量的啟動(dòng)60年代開展衛(wèi)星大地測量的研究和應(yīng)用80年代建立起全國衛(wèi)星多普勒定位網(wǎng)80年代后期開始GPS的研究與應(yīng)用目前已建成了2000GPS網(wǎng)2.甚長基線干涉技術(shù)（VLBI）在我國的應(yīng)用在上海、昆明、烏市建立VLBI站將對(duì)我國板塊運(yùn)動(dòng)的定量研究起到重要作用構(gòu)成平均邊長2600km的大三角形VLBI網(wǎng)

VLBI站的坐標(biāo)及其變化可作為我國的測量基準(zhǔn)三、我國現(xiàn)代大地測量的現(xiàn)狀與發(fā)展1123.人衛(wèi)激光測距技術(shù)（SLR）在我國的應(yīng)用SLR應(yīng)用的4個(gè)主要方面以5cm精度測定地極位置和地球自轉(zhuǎn)速率測定全球板塊運(yùn)動(dòng)和區(qū)域性地殼形變建立地面參考坐標(biāo)系測定地球引力場我國的SLR站原有上海、北京、廣州、武漢、長春、昆明、西安、鄭州各站現(xiàn)有上海、北京、廣州、武漢4個(gè)第三代SLR站準(zhǔn)備建立昆明、烏市、拉薩等3個(gè)第三代SLR站3.人衛(wèi)激光測距技術(shù)（SLR）在我國的應(yīng)用1134.全球定位系統(tǒng)（GPS）在我國的應(yīng)用我國布測全國GPS網(wǎng)的3個(gè)目的建立我國的地心坐標(biāo)系檢核并改善現(xiàn)有的天文大地網(wǎng)精化我國的大地水準(zhǔn)面（東部優(yōu)于1m，西部為2~3m）我國布設(shè)的兩個(gè)GPS網(wǎng)1991年由總參布設(shè)（地心定位精度為2m，相對(duì)精度達(dá)10-7）1992年由總局布設(shè)（地心定位精度為0.2m，相對(duì)精度達(dá)10-7）4.全球定位系統(tǒng)（GPS）在我國的應(yīng)用114四、大地測量的發(fā)展趨勢1.現(xiàn)代大地測量發(fā)展趨勢綜述由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)從局部到全球從陸地到海洋從運(yùn)動(dòng)學(xué)到動(dòng)力學(xué)從單一學(xué)科的封閉狀態(tài)向多學(xué)科交叉發(fā)展2.現(xiàn)代大地測量發(fā)展趨勢以地球動(dòng)力學(xué)帶動(dòng)整個(gè)大地測量的發(fā)展地球動(dòng)力學(xué)當(dāng)前的研究方向地球自轉(zhuǎn)軸的定向及其變化大地測量和地球物理的反解地殼運(yùn)動(dòng)全球性變化全球重力場及其變化四、大地測量的發(fā)展趨勢115地球動(dòng)力學(xué)的上述研究成果可帶動(dòng)坐標(biāo)框架的精化大地水準(zhǔn)面的精化大地測量內(nèi)容的豐富由三維（靜態(tài)）發(fā)展為四維（動(dòng)態(tài)）研究在時(shí)間概念下的橢球改正研究未來氣候變化對(duì)地球形狀的影響對(duì)高精度天文測量施加潮汐改正采用頻譜分析來精化高程異常研究板塊運(yùn)動(dòng)對(duì)大地水準(zhǔn)面的影響對(duì)高程參考系的研究正向深入發(fā)展目前已提出建立全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)的理論和方案盡快建立cm級(jí)全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)地球動(dòng)力學(xué)的上述研究成果可帶動(dòng)116大地測量向洲際和全球擴(kuò)展1988年進(jìn)行了歐、非、北美等的洲際聯(lián)測1989年進(jìn)行了西歐16國GPS會(huì)戰(zhàn)1992年進(jìn)行了全球GPS會(huì)戰(zhàn)慣性測量系統(tǒng)（ISS）有了新進(jìn)展精度將由10m級(jí)進(jìn)入到cm級(jí)測量元素從3維擴(kuò)展到6個(gè)元素大地控制網(wǎng)的理論與實(shí)踐不斷發(fā)展國家大地控制網(wǎng)的概念將有根本性的變化地面網(wǎng)還將繼續(xù)發(fā)揮作用整體大地測量將逐漸推廣應(yīng)用大地測量向洲際和全球擴(kuò)展117第三講工程測量的現(xiàn)狀與發(fā)展一、現(xiàn)代工程測量的發(fā)展契機(jī)與特點(diǎn)1.現(xiàn)代工程測量的發(fā)展契機(jī)傳統(tǒng)“工程”概念的擴(kuò)充測量學(xué)科的交叉、滲透和綜合高、大、精工程的大量出現(xiàn)微電子、激光、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制的相互結(jié)合2.現(xiàn)代工程測量