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內(nèi)容：掌握 GPS 的基本概念和系統(tǒng)組成；掌握 GPS 的坐標(biāo)系統(tǒng)和基本定位原理；理解 GPS 定位方法分類中絕對定位和相對定位、靜態(tài)定位和動態(tài)定位的概念及用途。 重點：GPS 的基本概念和系統(tǒng)組成； GPS 基本定位原理。 難點：GPS 定位方法分類中絕對定位和相對定位、靜態(tài)定位和動態(tài)定位的概念及用途。一、GPS的定義及歷史 1、定義 　　全球定位系統(tǒng) GPS （ Global Position System ） , 是一種可以授時和測距的空間交會定點的導(dǎo)航系統(tǒng) , 可向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置，三維速度和時間信息。2、GPS 的產(chǎn)生與發(fā)展——由 TRANSIT 到 GPS　　（1）1957 年 10 月第一顆人造地球衛(wèi)星上天，天基電子導(dǎo)航應(yīng)運而生。 `　　（2）美國 1964 年建成子午衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) (TRANSIT) 。　　（3）美國從 1973 年開始籌建全球定位系統(tǒng)， 1994 年全部建成，投入使用。　　GPS 的研制最初主要用于軍事目的。如為陸海空三軍提供實時、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測、應(yīng)急通訊和爆破定位等方面。隨著 GPS 系統(tǒng)步入試驗和實用階段，其定位技術(shù)的高度自動化及所達(dá)到的高精度和巨大的潛力，引起了各國政府的普遍關(guān)注，同時引起了廣大測量工作者的極大興趣。特別是近幾年來， GPS 定位技術(shù)在應(yīng)用基礎(chǔ)的研究、新應(yīng)用領(lǐng)域的開拓、軟硬件的開發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。二、GPS 系統(tǒng)的組成 　　1、空間衛(wèi)星部分。由 21 顆工作衛(wèi)星和 3 顆備用衛(wèi)星。　　2、地面控制部分。其由 1 個主控站， 5 個監(jiān)控站和 3 個注入站組成。　　3、用戶接收機部分。　　GPS 接收機的基本類型分導(dǎo)航型和大地型。大地型接收機又分單頻型（ L1 ）和雙頻型（ L1 ， L2 ）。　 GPS 系統(tǒng)組成GPS 空間衛(wèi)星部分 GPS 地面控制部分 三、GPS 定位方法分類 　　GPS 的定位方法，若按用戶接收機天線在測量中所處的狀態(tài)來分，可分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位；若按定位的結(jié)果來分，可分為絕對定位和相對定位。　　靜態(tài)定位，即在定位過程中，接收機天線（觀測站）的位置相對于周圍地面點而言，處于靜止?fàn)顟B(tài)；而動態(tài)定位則正好相反，即在定位過程中，接收機天線處于運動狀態(tài)，定位結(jié)果是連續(xù)變化的。　　絕對定位亦稱單點定位，是利用 GPS 獨立確定用戶接收機天線（觀測站）在 WGS-84 坐標(biāo)系中的絕對位置。相對定位則是在 WGS-84 坐標(biāo)系中確定收機天線（觀測站）與某一地面參考點之間的相對位置，或兩觀測站之間相對位置的方法。　　各種定位方法還可有不同的組合，如靜態(tài)絕對定位、靜態(tài)相對定位、動態(tài)絕對定位、動態(tài)相對定位等。目前工程、測繪領(lǐng)域，應(yīng)用最廣泛的是靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位。　　按相對定位的數(shù)據(jù)解算，是否具有實時性，又可將其分為后處理定位和實時動態(tài)定位（ RTK ），其中，后處理定位又可分為靜態(tài)（相對）定位和動態(tài)（相對）定位。四、GPS 定位原理 　　1、絕對定位原理 　　利用 GPS 進(jìn)行絕對定位的基本原理為：以 GPS 衛(wèi)星與用戶接收機天線之間的幾何距離觀測量 為基礎(chǔ)，并根據(jù)衛(wèi)星的瞬時坐標(biāo)（ XS ,YS ,ZS ），以確定用戶接收機天線所對應(yīng)的點位，即觀測站的位置。　　設(shè)接收機天線的相位中心坐標(biāo)為（ X,Y,Z ），則有：　　　　 　　衛(wèi)星的瞬時坐標(biāo)（ XS ,YS ,ZS ）可根據(jù)導(dǎo)航電文獲得，所以式中只有 X 、 Y 、 Z 三個未知量，只要同時接收 3 顆 GPS 衛(wèi)星，就能解出測站點坐標(biāo)（ X,Y,Z ）。可以看出， GPS 單點定位的實質(zhì)就是空間距離的后方交會。GPS 絕對定位圖　　2、相對定位原理　　GPS 相對定位，亦稱差分 GPS 定位，是目前 GPS 定位中精度最高的一種定位方法。其基本定位原理為：如圖 7-22 所示，用兩臺 GPS 用戶接收機分別安置在基線的兩端，并同步觀測相同的 GPS 衛(wèi)星，以確定基線端點（測站點）在 WGS-84 坐標(biāo)系中的相對位置或稱基線向量。 GPS 相對定位圖五、GPS 的后處理定位方法 　　目前在工程中，廣泛應(yīng)用的是相對定位模式。其后處理定位方法有：靜態(tài)定位和動態(tài)定位。　　1、靜態(tài)相對定位 　　（1）方法　　將幾臺 GPS 接收機安置在基線端點上，保持固定不動，同步觀測 4 顆以上衛(wèi)星。可觀測數(shù)個時段，每時段觀測十幾分鐘至1小時左右。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標(biāo)。　　（2）用途　　是精度最高的作業(yè)模式。主要用于大地測量、控制測量、 變形測量、工程測量。　　（3）精度　　可達(dá)到（ 5mm +1ppm ）　　2、動態(tài)相對定位 　　（1）方法　　先建立一個基準(zhǔn)站，并在其上安置接收機連續(xù)觀測可見衛(wèi)星，另一臺接收機在第 1 點靜止觀測數(shù)分鐘后，在其他點依次觀測數(shù)秒。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標(biāo)。動態(tài)相對定位的作業(yè)范圍一般不能超過 15km 。　　（2）用途　　適用于精度要求不高的碎部測量。　　（3）精度　　可達(dá)到（ 10-20mm +1ppm ）圖一：靜態(tài)相對定位模式　　　　 圖二：動態(tài)相對定位模式六、GPS 實時動態(tài)定位（ RTK ）方法 　　1、RTK 工作原理及方法 　　與動態(tài)相對定位方法相比，定位模式相同，僅要在基準(zhǔn)站和流動站間增加一套數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)各點坐標(biāo)的實時計算、實時輸出。 RTK 定位圖　　2、RTK 用途 　　適用于精度要求不高的施工放樣及碎部測量。　　3、作業(yè)范圍　　目前一般為 10km 左右。　　4、精度　　可達(dá)到（ 10-20mm +1ppm ）

回答者：happyi_20092016-11-02 00:00