第5章1 距离测量与定位方法

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《卫星导航定位教案》教案-教案

4.接收机钟误差和卫星钟误差的处理方法有什么不同？
参考资料
《GPS测量原理及应用》第三版，徐绍铨、张华海编，武汉大学出版社，2008
《GPS测量原理及应用》，郑加柱，王永弟，石杏喜，孙小荣等编著，科学出版社，2014
教学后记
系统误差是GPS定位误差的主要部分。
上课日期
2014年9月16日
第5讲
章节
第4章GPS定位中的误差源
2.周跳的探测
3.整周模糊度的确定
4.本讲小结
时间分配
10分钟
35分钟
50分钟
5分钟
主要教学方法与
手段
多媒体+板书+提问
课后作业
1.周跳的探测的常见方法有哪几种？。
2.整周模糊度确定的常见方法有哪几种？
3.确认整周模糊度正确的主要指标有哪几个？
参考资料
《GPS测量原理及应用》第三版，徐绍铨、张华海编，武汉大学出版社，2008
2.写出宽巷、窄巷和无电离层影响的线性组合观测值。
参考资料
《GPS测量原理及应用》第三版，徐绍铨、张华海编，武汉大学出版社，2008
《GPS测量原理及应用》，郑加柱，王永弟，石杏喜，孙小荣等编著，科学出版社，2014
教学后记
线性组合观测值是消除或减弱了某些公共影响或误差的观测值。
上课日期
2014年9月30日
难点及处理方法
同类型不同频率观测测的组合板书推导加深理解
授课方式
讲授
教学内容
1.上讲内容复习
2.单差、双差、三差观测值
3.其他一些常用的线性组合观测值
4.本讲小结
时间分配
15分钟
50分钟
30分钟
5分钟

机器视觉第5章尺寸测量技术

第5章尺寸测量技术
直线拟合的哈夫变换方法
直线函数：y=px+q
图像空间XY：(x, y) 参数空间PQ：(p, q)
Y (x2, y2)
(x1, y1)
O
X
Q
q=-x1p+y1
q’
q=-x2p+y2
O
p’
P
点--线对偶性：
图像空间中共线的点，对应在参
数空间中相交的线。
参数空间中相交于一点的所有直
Hough变换的基本思想：依次检查图像上的每个棋子(特定像素)。对每个棋子，找到所有包含它的容器(直线)，并为每个容器的计数器加1。遍历结束后，统计每个容器所包含的棋子数量。当图像上某个直线包含的特定像素足够多时，就可以认为直线存在。
第5章尺寸测量技术
L4
A L1
B L8
L6
L7
L2
L3
Hough变换时，依次对像素A、B进行处理
像素A的处理结果：L1、L2、L3、L4等直线的计数器加1；像素B的处理结果：L2、L6、L7、L8等直线的计数器加1；最终结果：除L2外，其余直线区域的计数器值均为1。
根据图像大小设定阈值T，规定若某个直线计数器内包含的特定像素数量>T，则认为此直线存在。
第5章尺寸测量技术
5.5 角度测量
在工业零件视觉检测的应用中，经常需要对工件中的一些角度进行测量。
螺母正视图中每条边相互的夹角大小及是否相等零件底面与侧面的垂直度检测
角度检测的关键是对所测角度的两条边线的提取，然后利用斜率计算公式得到两条线的夹角。
可采用以上介绍的方法，得出两条直线方程
第5章尺寸测量技术
Hough算法的改进

大地测量学基础：第5章大地测量基本技术与方法(1)

第五章大地测量基本技术与方法
§5－1 建立国家平面大地控制网的基本原理 §5－2 建立国家高程控制网的基本原理 §5－3 建立工程测量控制网的基本原理 §5－4 大地测量仪器 §5－5 精密角度测量方法 §5－6 精密距离测量方法 §5－7 精密高差测量方法备讲1—精密水准仪与水准尺的检验备讲2—球气差系数和大气折光系数备讲3—三角高程测量的精度备讲4—垂线偏差对三角高程的影响
折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。 • 测定导线点平面坐标的工作叫导线测量。通过测量导线边长和转
折角，再根据起算点及附合点的已知数据，可求出所有导线点的平面坐标。
β
D
• 导线的形式：附合导线、闭合导线、支导线和导线网。
• 导线网是由若干条附合导线或闭合导线构成的网状图形。 • 导线网包括：一个节点的导线网、两个以上节点的导线网和两个
A
a
az B
• VLBI测量长度的相对精度可达10-6。
• 该技术在研究地球极移、地球自转速率的短周期变化、地球固体潮、大地板块运动的相对速率和方向中得到广泛的应用，在常规大地测量中很少用。
3*、惯性测量系统(INS)
• 惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向对加速度分量进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置。
• 因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市控制测量和工程控制测量基本上不采用三角网。
2. 导线测量法 • 导线：由设站点（控制点）连成的折线（若干条直线首尾相连）。 • 布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线，测量出边

GNSS原理及其应用_4_3_第5章

站间差分：B I-A I
A
B
9
GNSS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 观测值的线性组合 > 同类型同频率相位观测值的线性组合
星间求差（星间差分）
• 求差方式
– 同步观测值在卫星间求差
• 数学形式
I ,J J I ϕA (t ) = ϕ A (t ) − ϕ A (t )
I
J
• 特点
– 消除了接收机钟差的影响
8
GNSS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 观测值的线性组合 > 同类型同频率相位观测值的线性组合
站间求差（站间差分）
• 求差方式
– 同步观测值在接收机间求差
• 数学形式
I I I ϕA , B (t ) = ϕ B (t ) − ϕ A (t )
I
• 特点
– – – – 消除了卫星钟差影响削弱了电离层折射影响削弱了对流层折射影响削弱了卫星轨道误差的影响
概述
• 差分观测值的定义
– 将相同频率的GPS载波相位观测值依据某种方式求差所获得的新的组合观测值（虚拟观测值）
• 差分观测值的特点
– 可以消去某些不重要的参数，或将某些对确定待定参数有较大负面影响的因素消去或消弱其影响
• 求差方式
– 站间求差 – 卫星间求差 – 历元间求差
6
GNSS原理及其应用
n m + ( + ) ⋅ δρtrop λL1 λL 2 − [ n ⋅ N L1 + m ⋅ N L 2 ] (第2式)
20
⋅ ( ρ + c ⋅ δ t R − c ⋅ δ t S ) − N L1 + (δϕion ) L1 +

《地籍与房产测绘》课件——第五章 GNSS与地籍测量

知识点二 GPS定位技术
GPS全球定位系统由空间星座部分、地面监控部分以及用户接收机三部分组成。
一、 GPS概述
GPS（Global Positioning System）
是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统
可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。
GPS的组成
地面监控部分
1 3
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion Diego Garcia
5
kwajalei n
GPS卫星星座
24 3
用户设备部分
按用途分：导航型、测地型、授时型
GPS接收机硬件
用户设备
按载波频率分：单频接收机、双频接收机
微处理机
终端设备
数据处理软件
≤10 ≤10 ≤10 ≤10 ≤15
b(ppm)
≤2 ≤5 ≤10 ≤10 ≤20
最弱边相对中误差
➢GPS 外业观测
① 天线安置---对中、整平、定向并量取天线高; ② 接收机操作； ③ 观测记录
任务一 GPS在地籍测量中的应用
一、GPS在地籍图测绘中的应用
➢ 它不要求通视，这样避免了常规地籍控制测量点
GPS测量的实施
工作程序：技术设计、选点与建立标志、外业观测、成果检核与处理等阶段
➢ 踏勘选点及建立标志
① 在交通方便，易于安置接收设备的地方;
② 视野开阔，以便于同常规测量控制网的联测;
③ 在 15º 截止高度角以上应不存在障碍物;
④ GPS点应避开对电磁波接收有强烈吸收、反射等干扰影响的金属和其它障碍物体。
GPS定位的关键是测定用户接受机天线至GPS卫星之间的距离

第五章 GPS定位基本原理

第五章 GPS定位基本原理
8
2)、相对定位
• 确定同步跟踪相同的GPS信号的若干台接收机之间的相对位臵的方法。可以消除许多相同或相近的误差（如卫星钟、卫星星历、卫星信号传播误差等），定位精度较高。但其缺点是外业组织实施较为困难，数据处理更为烦琐。
• 在大地测量、工程测量、地壳形变监测等精密定位领域内得到广泛的应用。
j为卫星数，j=1,2,3,…
第五章 GPS定位基本原理
27
三、用测距码来测定伪距的特点
• 利用测距码测距的必要条件
– 必须了解测距码的结构
（1）易于将微弱的卫星信号提取出来。
卫星信号的强度一般只有噪声强度的万分之一或更低。只有依据测距码的独特结构，才能将它从噪声的汪洋大海中提取出来；
第五章 GPS定位基本原理
接收机钟差
t tk t tk (G) t (G) tk t
j j
j
信号真正传播时间
第五章 GPS定位基本原理 22
如果不考虑大气折射的影响，则有：
' ct c[tk t ]
j
c tk (G ) t (G ) c(tk t )
j j

ρ = τ*C= △t*C 上式求得的距离ρ并不等于卫星至地面测站的真正距离，称之为伪距。
第五章 GPS定位基本原理 19
二、伪距测量的观测方程
• 码相关法测量伪距时，有一个基本假设，即卫星钟和接收机钟是完全同步的。
• 但实际上这两台钟之间总是有差异的。因而在R(t) =max 的情况下求得的时延τ就不严格等于卫星信号的传播时间 Δt，它还包含了两台钟不同步的影响在内。
第五章 GPS定位基本原理 17

测绘技术应用基础知识优秀课件

测量学中常用的是长度、角度、面积等度量单位。亦要用到重量、温度、气压、时间等度量单位。下面分别介绍测量上常用的三种度量单位。
测绘技术应用基础知识优秀课件
一、长度单位
国际单位制中，常用的长度单位的名称和符号
如下：基本单位为米（ m），还有千米
（ km），分米（ dm），厘米（ cm），毫
测绘技术应用基础知识优秀课件
图 3 参考椭球体的定位
测绘技术应用基础知识优秀课件
我国1980 年国家大地坐标系采用了 1975年国际椭球，该椭球的基本元素是：
测绘技术应用基础知识优秀课件
第三节测量上的基准线和基准面
一、基准线任何地面点都受着地球上各种力的作用，其中
主要的有地球质心的吸引力和地球自转所产生的离心力，这两个力的合力称为重力，如图（4）所示。如果在地面点上悬一个垂球，其静止时所指的方向就是重力方向，这时的垂球线，称为铅垂线，如图（4）所示。
（2）高斯投影3度带：它的中央子午线一部分同6 度带中央子午线重合，一部分同6度带的分界子午线重合，如用 n表示3度带的带号，表示L带中央子午线经度，它们的关系L=3n。我国3度带共计22 带（24～45带）。
测绘技术应用基础知识优秀课件
测量上以每一带的中央子午线的投影为直角坐标系的纵轴x ，向上（北）为正、向下（南）为负；以赤道的投影为直角坐标系的横轴 y，向东为正、向西为负，两轴的交点o为坐标原点。由于我国领土全部位于赤道以北，因此， x值均为正值，而y值则有正有负，为了使计算中避免y值出现负值，故规定每带的中央子午线各自西移500km ，同时为了指示投影是哪一带，还规定在横坐标值前面要加上带号。
水准面：处于自由静止状态的水面称为水准面。大地体：在测量工作中，把一个假想的、与静止

第五章GPS卫星定位基本原理

精品文档
测角交会法
B
P
P
A
C
A
B
前方交会
A
B
侧方交会
P
后方交会
A、B和C点坐标已知，P点坐标未知
精品文档
测边（距）交会法
3. 无线电接收机或卫星
▪ 无线电导航定位 ▪ 卫星激光测距定位
P
1)ABC为三个无线电信号发射台,坐标已
知
d1
d3
2)P为用户接收机
d2 A
C 3)采用无线电测距方法测得PA PB PC
3.由于伪距测量的精度较低，所以要有较多的
λ·No取平均值后才能获得正确的整波段数。
精品文档
5.3.3.1静态方法
二经典方法
❖ 将整周未知数当做平差中的待定参数
一) 整数解二) 实数解
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5.3.3.1静态方法
二经典方法—整数解
1. 短基线定位时一般采用这种方法。
2 具体步骤：
1)首先根据卫星位置和修复了周跳后的相位观测值进行平差计算，求得基线向量和整周未知数。
五
Fast ambiguity resolution approach
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5.3.3.1静态方法一伪距法
1.
k j ( N k j) ( N 0 j I( n ) ) P t
所以，得 N0j PInt)(
2.将载波相位测量的观测值(化为以距离为单位)
减去伪距实际观测值后即可得到λ·No。
4.特点 1)适用于导航和低精度测量
2) 定位速度快；
3)可作为载波相位测量中解决整波数不确定问题（模糊度）的辅助资料。
精品文档
5.2 伪距测量 5.2.1伪距测量

距离测量方法范文

距离测量方法范文距离测量是科学和工程领域中一个重要的测量任务。

它是指通过其中一种方法来确定两点之间的距离或长度。

在地理学、建筑学、土木工程、航空航天等领域，距离测量是必不可少的。

本文将介绍几种常见的距离测量方法。

一、直尺和量尺法直尺和量尺法是直接测量距离的最简单方法。

直尺是一个具有标尺刻度的直线工具，可以直接使用它来测量直线距离。

量尺是一个带有分度线的软质杆状工具，可以通过将其紧贴物体进行测量。

二、三角测量法三角测量法是一种基于几何原理的间接测量方法。

它利用三角形的性质，通过测量三角形的角度和边长来计算出其他未知边长。

三角测量法主要有两种类型：射线法和边长法。

射线法是利用一支射线仪器，如光学仪器或全站仪，从测量点发出一条射线，在目标点上偏转射线，形成一个可以测量的角度。

再通过测量角度和测量点之间的距离，可以通过三角函数来计算出目标点之间的距离。

边长法是通过测量三角形的边长来计算目标点之间的距离。

它可以通过使用测距仪、测角仪或激光设备来测量边长，并利用三角函数计算出距离。

三、测距仪测距仪是一种使用光学或电动测量方法来测量距离的仪器。

常见的测距仪有激光测距仪和超声波测距仪。

激光测距仪通过发射一束激光束，然后通过接收反射回来的激光束来测量距离。

这种测距仪具有高精度和高速度的特点，广泛用于建筑测量、工程测量和地理测量等领域。

超声波测距仪是利用超声波在空气中传播的属性来测量距离。

它通过发射超声波，并计算超声波从发射点到目标点并返回的时间来确定距离。

超声波测距仪被广泛应用于机器人导航、汽车停车辅助等领域。

四、全站仪和GPS全站仪是一种同时具备测角、测距和测高等多种功能的测量仪器。

它可以通过激光或电子测距仪进行测距，通过测角仪测量角度，以及通过测高功能来确定高度。

全站仪可以非常精确地测量距离，广泛应用于土木工程、建筑测量和地理测量等领域。

GPS（全球定位系统）是一种基于卫星定位技术的导航系统。

它通过接收来自卫星的信号，通过计算信号的传播时间来确定接收器所处的位置。

大地测量学基础：第五章大地测量技术-1-2-3

三角点的密度是指每幅图中包含有多少个控制点，而测图的比例尺不同，每幅图的面积也不同。所以，三角点的密度也用平均若干平方公里有一个三角点来表示。常规大地测量和GPS测量的基本要求：
（1）不同比例尺地图对大地点的数量要求：
测图比例尺
1：5万 1：2.5万 1：1万
平均每幅图面积（km2） 350~500 100~125 15~20
国家平面大地控制网
惯性测量系统(INS)
惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置，它属于相对定位，其相对精度为 (1~2)·10-5，测定的平面位置中误差为±25cm左右。优点：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只取决于汽车能否开动、飞机能否飞行。缺点：相对测量，精度不高。
平均每幅图的三角点个数
3
2~3
1
每点控制的面积（km2）
150
50
20
三角网的平均边长（km）
13
8
2~6
相应的三角网等级
二等
三等
四等
国家平面大地控制网布设原则
（2）GPS测量中两相邻点间的距离要求（单位：km)：
等级相邻点最小距离
A
100
B
15
C
5
D
2
E
1
相邻点最大距离 2000 250 40 15 10
测图比例尺
1∶5万 1∶2.5万 1∶1万 1∶5千 1∶2千
图根点对于三角点的点位误差(m) ±5.0 ±2.5 ±1.0 ±0.5 ±0.2

第五章大地测量的基本技术与方法(1)

② 技术设计的内容和方法 [1] 搜集和分析资料（1）测区内各种比例尺的地形图。（2）已有的控制测量成果（包括全部有关技术文件、图表、手簿等等）。（3）有关测区的气象、地质等情况，以供建标、埋石、安排作业时间等方面的参考。（4）现场踏勘了解已有控制标志的保存完好情况。（5）调查测区的行政区划、交通便利情况和物资供应情况。若在少数民族地区，则应了解民族风俗、习惯。对搜集到的上述资料进行分析，以确定网的布设形式，起始数据如何获得，网的未来扩展等。其次还应考虑网的坐标系投影带和投影面的选择。此外还应考虑网的图形结构，旧有标志可否利用等问题。
上海港GPS扩展网网图
2 甚长基线干涉测量（VLBI）甚长基线干涉测量系统是在甚长基线的两端(相距几千公里)，用射电望远镜，接收银河系或银河系以外的类星体发出的无线电辐射信号，通过信号对比，根据干涉原理，直接确定基线长度和方向的一种空间技术。长度的相对精度可优于10-6，对测定射电源的空间位置，可达0.001”，由于其定位的精度高，可在研究地球的极移、地球自转速率的短周期变化、地球固体潮、大地板块运动的相对速率和方向中得到广泛的应用。
（3）从安全生产方面考虑点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的距离。图上设计的方法及主要步骤图上设计宜在中比例尺地形图（根据测区大小，选用1：25 000～1 ：100 000地形图）上进行，其方法和步骤如下： a 展绘已知点； b 按上述对点位的基本要求，从已知点开始扩展； c 判断和检查点间的通视； d 估算控制网中各推算元素的精度； e 据测区的情况调查和图上设计结果，写出文字说明，并拟定作业计划。
2. 大地控制网应有足够的精度。国家三角网的精度，应能满足大比例尺测图的要求。在测图中，要求首级图根点相对于起算三角点的点位误差，在图上应不超过±0.1mm，相对于地面点的点位误差则不超过 ±0.1Nmm(N 为测图比例尺分母)。为使国家三角点的误差对图点的影响可以忽略不计，应使相邻国家三角点的点位误差小于(1/3) ×0.1Nmm。

GPS测量原理及应用备课课件(最新)第五章：GPS定位原理

31
3）.三差法：原理：利用连续跟踪的所有载波相位测量观测值中均含有相同的整周未知数N0，所以将相邻两个观测历元的载波相位相减，就可将该未知参数消去，从而直接解出坐标参数。 4). FARA 法--fast ambiguity resolution approach
原理：利用初始平差的解向量（接收机点的坐标及整周未知数的实数解）及其精度信息（单位权中误差和方差协方差阵），以数理统计理论的参数估计和统计假设检验为基础，确定在某一置信区间整周未知数可能的整数解的组合，然后依次将整周未知数的每一组合作为已知值，重复地进行平差计算。其中使估值的验后方差或方差和为最小的一组整周未知数即为整周未知数的最佳估值。
1
（X、Y、Z）
X、Y 、Z —— 测点点位坐标
Xi、Yi、Zi——卫星星历（坐标） 1、 1、 1 ——观测所得伪距（在方程中是已知量）
2
GPS定位的基本原理
需解决的两个关键问题: --如何确定卫星的位置 --如何测量出站星距离
3
测距方法
双程测距
用于电磁波测距仪
单程测距
用于GPS
4
二.GPS定位方法分类
j (GPS)] cti
ct
j
c
j i
c ti
c t
j
ij
c ti
c t
j
上式当所卫确星定钟的与伪接距收即机为钟站严星格几同何步距时离(。 ti t j )，
13
通常GPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，
经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在109 s
以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、对流层折
所以⑦式可写为：
顾及载波相位整周数，观测方程可写为：

第5章定位解算原理

第5章定位解算原理定位解算是指通过对接收设备接收到的信号进行处理和分析，计算出接收设备的位置或位置解算结果的过程。

在导航、地理信息系统、气象预报等应用领域，定位解算是非常重要的技术手段。

5.1定位解算的基本原理定位解算的基本原理是通过测量接收设备与多个参考点之间的距离或方位角，从而计算出接收设备的位置。

根据被测量的物理量的不同，定位解算可以分为距离测量定位和方位测量定位两种。

5.1.1距离测量定位距离测量定位是通过测量接收设备与多个参考点之间的距离来计算接收设备的位置。

常用的距离测量技术有：全球定位系统（GPS）、全球航位系统（GLONASS）、北斗卫星导航系统、激光测距系统、超声波测距系统等。

这些技术利用卫星信号、激光波、声波等辐射物的传播速度和时间差等来测量距离。

例如，GPS定位系统利用地球上的多颗卫星广播时钟信号，接收设备接收到不同卫星广播的时间信息后，通过测量接收设备与卫星之间的信号传播时间差，再结合卫星的位置信息和接收设备的测量结果，通过三边测量或多边测量的原理计算出接收设备的位置。

5.1.2方位测量定位方位测量定位是通过测量接收设备与多个参考点之间的方位角来计算接收设备的位置。

常用的方位测量技术有：罗盘、方位角测量装置（如方位传感器、陀螺仪等）、方位角观测仪等。

例如，在测量地震的应用中，常用的方位测量方法是通过地震传感器测量地震波传播到接收设备的运动方向和速度，从而计算出地震波的传播路径和震源的位置。

5.2定位解算的算法原理定位解算的算法原理根据不同的定位方法而有所不同，下面分别介绍两种常见的算法原理：最小二乘法和卡尔曼滤波法。

5.2.1最小二乘法最小二乘法是一种优化算法，广泛应用于定位解算中。

它的基本原理是选择合适的参数，使得观测值与预测值之间的误差平方和最小。

最小二乘法可以通过线性回归分析、非线性拟合、多项式拟合等方式来实现。

在定位解算中，最小二乘法常用于计算接收设备的位置坐标。

现代普通测量学(第2版)课后习题参考答案

现代普通测量学(第2版)课后习题参考答案《现代普通测量学》习题参考答案第1章绪论略!!!!!!!第2章测量学的基础知识一、学习目的与要求1.掌握测量学的基础知识，清楚参照系的选择以及地面点定位的概念。

2.了解水准面与水平面的关系。

3.明确测量工作的基本概念。

4.深刻理解测量工作的基本原则。

5.充分认识普通测量学的主要内容。

二、课程内容与知识点1.地球特征，大地水准面的形成，地球椭球选择与定位。

地球形状和大小。

水准面的特性。

参考椭球面。

2.确定点位的概念。

点的平面位置和高程位置。

3.测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。

天文坐标（λ，φ），大地坐标（L ，B ），空间直角坐标（X ，Y ，Z ），高斯平面直角坐标（x ，y ），独立平面直角坐标（x ，y ）。

高斯投影中计算带号的公式：()()取整数部分取整数部分=+︒-==+=13/'30116/P P n N λλ 计算中央子午线的公式：n N 33636=︒-︒=︒︒λλ4.地面点的高程。

1985年国家黄海高程基准。

高程与高差的关系：''A B A B AB H H H H h -=-=。

5.用水平面代替水准面的限度。

对距离的影响：223R D D D ≈∆ 对水平角的影响："6.0≤ε对高差的影响：R D h 2/2=∆6.测量工作的基本概念。

测量工作的原则：从整体到局部、先控制后碎部；步步检核。

测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。

三、习题与思考题1.何谓大地水准面？它在测量工作中起何作用？答：静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面。

特性: 唯一性、等位面、不规则曲面；作用：测量野外工作的基准面。

2. 测量中常用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？答：测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系。

3. 北京某点的大地经度为116º20′，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？答：()().391]3/'301[;201191]6[=+︒-==+=+=P P n N λλ L 0=6 ºN-3 º=117 º ；L ’0 =3ºn=117 º。

GPS定位计算

为伪距。用 C/A 码进行测量的伪距称为 C/A 码伪距，用 P 码测量的伪距称为 P 码伪距。
通过测量 GPS 卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间，从而可算出接收机
到卫星的距离，即：
ρ′ = Δt ⋅ c
(5-1)
式中， Δt 为传播时间，c 为光速。上式求出的距离即为伪距 ρ′ ，其与几何距离 ρ 之间的关系可用下式表示：
待定点
程学院图5-1 动态定位工动态定位具有很多特点：
（1）用户多样性：动态定位的用户可包括地面行驶的车辆、水中航行的舰船和空中飞行的航空航天器等等。
子（2）速度多异性：根据运动载体的运行速度，GPS 动态定位分为低动态、中动态和高
动态三种定位形式。运动速度为几米/秒到几十米/秒时称为低动态定位。当运行速度为 100m/s 到 1000m/s 时称为中动态定位。当载体的运动速度在 1km/s 以上时，称为高动态定
院立浮标、海洋捕鱼及低精度测量领域仍有着广泛的应用前景。
5.1.4 相对定位
学相对定位，如图 5-2 所示，是一种确定同步跟踪相同的 GPS 信号的若干台接收机之间电子工程的相对位置的方法。
图 5-2 相对定位
相对定位可消除许多相同或相近的误差，定位精度较高；但组织实施困难，数据处理繁
102
104
第五章 GPS 定位计算
R
(τ
′)
=
1 T
∫T
a
(t
−
τ
)
a
(t
+
Δt
−
τ
′)
dt
(5-3)
式中， T 表示为测距码的周期。
调整延迟时间τ ′ ，可使相关输出达到最大值，从而得到伪距 ρ′ 。

测绘工程作业指导书

测绘工程作业指导书第1章测绘工程概述 (3)1.1 测绘工程的意义与任务 (3)1.2 测绘工程的基本原理 (4)第2章测绘基础知识 (4)2.1 测量坐标系与坐标转换 (4)2.1.1 测量坐标系 (4)2.1.2 坐标转换 (4)2.2 水平角与竖直角的测量 (5)2.2.1 水平角测量 (5)2.2.2 竖直角测量 (5)2.3 距离测量与高差测量 (5)2.3.1 距离测量 (5)2.3.2 高差测量 (6)第3章测量误差理论 (6)3.1 测量误差概述 (6)3.2 误差传播定律 (6)3.3 精度评定与最小二乘法 (6)第4章控制测量 (6)4.1 控制测量概述 (6)4.2 水平控制网布设与观测 (7)4.2.1 水平控制网布设 (7)4.2.2 水平控制网观测 (7)4.3 高程控制网布设与观测 (7)4.3.1 高程控制网布设 (7)4.3.2 高程控制网观测 (8)第5章地形图测绘 (8)5.1 地形图的基本知识 (8)5.1.1 地形图的概念 (8)5.1.2 地形图的分类 (8)5.1.3 地形图的比例尺 (9)5.1.4 地形图的坐标系 (9)5.2 地形图测绘方法 (9)5.2.1 测绘准备工作 (9)5.2.2 控制测量 (9)5.2.3 地形图测绘 (9)5.3 地形图测绘成果整理与检查 (10)5.3.1 成果整理 (10)5.3.2 成果检查 (10)第6章工程测量 (10)6.1 水工建筑物测量 (10)6.1.1 一般规定 (10)6.1.2 平面控制测量 (10)6.1.3 高程控制测量 (10)6.1.4 地形图测绘 (11)6.1.5 建筑物放样 (11)6.1.6 变形监测 (11)6.2 道路工程测量 (11)6.2.1 一般规定 (11)6.2.2 平面控制测量 (11)6.2.3 高程控制测量 (11)6.2.4 中线放样 (11)6.2.5 横断面测绘 (11)6.3 管线工程测量 (11)6.3.1 一般规定 (11)6.3.2 平面控制测量 (12)6.3.3 高程控制测量 (12)6.3.4 管线放样 (12)6.3.5 沉降观测 (12)第7章摄影测量与遥感 (12)7.1 摄影测量基本原理 (12)7.1.1 摄影测量基本概念 (12)7.1.2 摄影测量坐标系 (12)7.1.3 摄影测量基本公式 (12)7.1.4 摄影测量误差分析 (12)7.2 遥感技术及其应用 (13)7.2.1 遥感技术基本原理 (13)7.2.2 遥感数据类型与传感器 (13)7.2.3 遥感图像处理与分析 (13)7.2.4 遥感应用领域 (13)7.3 摄影测量与遥感在测绘工程中的应用 (13)7.3.1 地形图测绘 (13)7.3.2 工程勘察 (13)7.3.3 线路勘测 (13)7.3.4 城市规划 (13)7.3.5 环境监测 (14)7.3.6 灾害监测与评估 (14)第8章地理信息系统 (14)8.1 地理信息系统概述 (14)8.2 地理数据采集与处理 (14)8.2.1 地理数据采集 (14)8.2.2 地理数据处理 (14)8.3 地理信息系统在测绘工程中的应用 (15)8.3.1 数据分析与决策支持 (15)8.3.2 测绘成果可视化 (15)8.3.3 测绘项目管理 (15)第9章测绘成果管理与质量控制 (16)9.1 测绘成果管理 (16)9.1.1 成果分类与归档 (16)9.1.2 成果存储与保管 (16)9.1.3 成果更新与维护 (16)9.2 测绘质量控制 (16)9.2.1 质量控制体系 (16)9.2.2 质量检查与评估 (16)9.2.3 质量改进措施 (16)9.3 测绘成果交付与验收 (16)9.3.1 成果交付 (16)9.3.2 成果验收 (16)9.3.3 成果售后服务 (16)第10章现代测绘技术与发展趋势 (17)10.1 全球定位系统（GPS） (17)10.1.1 GPS概述 (17)10.1.2 GPS在测绘中的应用 (17)10.1.3 GPS现代化 (17)10.2 激光扫描与三维建模 (17)10.2.1 激光扫描技术概述 (17)10.2.2 三维建模方法 (17)10.2.3 激光扫描与三维建模在工程实践中的应用 (17)10.3 测绘技术发展展望与挑战 (17)10.3.1 新技术在测绘中的应用 (17)10.3.2 测绘技术面临的挑战 (17)10.3.3 发展趋势与建议 (18)第1章测绘工程概述1.1 测绘工程的意义与任务测绘工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，具有十分深远的意义。

第5章距离测量与定位方法

第5章距离测量与定位方法距离测量和定位方法在现代科技和工程领域中扮演着重要的角色。

距离测量和定位方法使用多种技术来测量和确定物体之间的距离，以及物体在空间中的位置和方向。

这些方法在许多应用中都是必不可少的，例如地理信息系统、无人驾驶、航空航天、导航系统等。

本文将介绍几种常见的距离测量和定位方法。

第一种方法是三角测量。

这种方法基于三角形的几何原理来测量距离和定位物体。

三角测量通常使用测量设备（如测距仪或望远镜）来测量两个角的大小，然后使用三角形的边长比例来计算物体的距离。

在地理测量中，三角测量被广泛应用于测量地球上不同地点的距离和定位。

第二种方法是雷达测量。

雷达（RAdio Detection And Ranging）是一种使用电磁波来测量距离和定位物体的技术。

雷达系统通过发射无线电波并接收其反射信号来测量物体的位置和距离。

雷达的应用广泛，包括天气预报、航空导航、军事监测等领域。

第三种方法是全球定位系统（GPS）。

这是一种使用卫星技术来定位物体的方法。

GPS系统由一组卫星和接收器组成。

卫星发射信号，接收器接收并分析这些信号来确定接收器的位置。

GPS系统广泛用于导航、车辆跟踪和地理测量等领域。

第四种方法是激光测量。

激光测量使用激光束来测量物体的位置和距离。

激光测量技术精确度高，适用于各种应用，例如建筑测量、工程测量和地质测量等。

激光测量可以使用单个激光束进行测量，也可以使用多个激光束进行三维测量。

第五种方法是声波测量。

声波测量使用声波传播的时间来测量物体之间的距离。

声波的传播速度与介质有关，因此可以使用声波测量来确定物体在不同介质中的位置。

声波测量广泛应用于海洋测量、水声通信和声纳系统等领域。

除了上述方法，还有许多其他距离测量和定位方法，如无线定位系统、红外测量、摄像测量等。

这些方法各有优势和适用性，可以根据具体应用场景选择合适的方法。

总之，距离测量和定位方法是现代科技和工程领域中不可或缺的一部分。

距离测量与定位方法

Xi= [Xi Yi Zi]T为观测站坐标改正数向量，
同时考虑观测站至卫星的方向余弦：
ij (t) X j
i
1
j 0
(t
)
[
X
j 0
(t
)
Xi0]
lij (t)
ij (t) Y j
1
i
j 0
(t
)
[Y0 j
(t
)
Yi 0
]
mij (t)
ij (t) Z j
i
1
j 0
(t
)
[
Z
j 0
(t
)
Zi0]
ij(t)ij0(t)[lij(t) mij(t) nij(t)]X[j(t)Xi]
cViS(tt)cVRt[Vio(nt)Vtro(tp)]Nij(t0)
ij(t)ij0(t)[lij(t) mij(t) nij(t)]Xi cViS(tt)cVRt[Vio(nt)Vtro(tp)]Nij(t0)
1、主要误差源的改正措施：卫星钟差、电离层折射、对流层折射精密星历的下载与插值方法，处理卫星钟差电离层三频改正电离层改正模型的对比对流层改正模型的对比 2、公式推导、编程`实现单点定位的观测方程，并数据测试；相对定位的观测方程，并数据测试； 3、进行三频观测值的线性组合：宽巷、窄巷去电离层组合去几何关系组合 W-M组合 4、GPS定位新技术的数学模型及应用精选ppt
第5章距离测量与GPS定位
精选ppt
1
我国成功发射首颗新一代北斗导航卫星
2015年3月30日21时52分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。

GPS-第5讲距离测量与GPS定位

2、重建载波的方法
互相关（交叉相关）
在不同频率的调制信号（卫星信号）进行相关处理，获取两个频率间的伪距差和相位差。
RL2 RL1,C / A (RL2 ,Y RL1,Y ) L2 L1,C / A (L2 L1 )
将L1、L2上调制的Y码（Y1、Y2）进行相关处理，用Y1去掉L2上的Y2，即可恢复L2载波。
φ λ ( X S X )2 (Y S Y )2 (Z S Z )2 N λ C dt C dT Vion Vtrop
1、同类型同频率观测值的线性组合—— 差分观测值
差分观测值的定义
将相同频率的GPS观测值依据某种方式求差所得到的组合观测值（虚拟观测值）。
P码
Y码
W码
1(0)
P码=
-Y码
Y码
➢ Z跟踪技术：将接收机
P码
复制的P码在1个W码
元宽度内与卫星信号
W码
-1(1)
（Y码）进行相关处
Y码
理。
Z 跟踪法的优点:
➢ 无需了解Y码结构，可测定双频伪距观测值； ➢ 可获得卫星导航电文； ➢ 可获得全波长的L1和L2载波； ➢ 信号质量较平方法和互相关法好。
4、GPS测量的基本观测方程
~ρ C t C (tR T S )
C [(tR_GPS dt) (T S _GPS dT)]
C (tR_GPS T S _GPS ) C dt C dT
R C dt C dT Vion Vtrop
接收机钟差引起的距离误差
第五章距离测量与GPS定位
利用测距码测定卫地距载波相位测量观测值的线性组合周跳的探测及修复整周模糊度的确定单点定位相对定位差分定位
§5.1 利用测距码测定卫地距

精品课程《GPS原理及应用》课件第5章 GPS卫星导航

利用（2）式解算运动载体的实时点位时，后续点位的初始坐标值可以依据前一个点位坐标来假定，因此，关键是要确定第一个点位坐标的初始值，才能精确求得第一个点位的三维坐标。
5.2.2 伪距差分动态定位
所谓差分动态定位（DGPS）就是用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同GPS 卫星的导航定位信号，用以联合测得动态用户的精确位置，其中一个测站是位于已知坐标点，设在该已知点（又称基准点）的GPS信号接收机，叫做基准接收机。它和安设在运动载体上的GPS信号接收机（简称动态接收机）同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号。
基准接收机所测得的三维位置与该点已知值进行比较，便可获得GPS定位数据的改正值。如果及时将GPS改正值发送给若干台共视卫星用户的动态接收机，而改正后者所测得的实时位置，便叫做实时差分动态定位。
由式（1）可知，基准站R测得至GPS卫星j的伪距为
5.2.3 动态载波相位差分测量
GPS载波相位测量方位不仅适用于静态定位，同样也适用于动态定位，并且已取得厘米级的三维位置精度。由载波相位观测方程得出动态差分方程：
不仅如此，GPS卫星的入轨运行，还为大地测量学、地球动力学、地球物理学、天体力学、载人航天学、全球海洋学和全球气象学提供了一种高精度和全天候的测量新技术。 GPS在导航领域的应用，有着比GPS静态定位更广阔的前景，两者相比较，GPS导航具有：用户多样、速度多变、定位实时、数据和精度多变等特点。因此，应该依据GPS 动态测量的这些特点，选购适宜的接收机，采用适当的数据处理方法，以便获得所要求的运动载体的状态参数的测量精度。
定时有着广泛的应用。从日常生活到航天发射，从出外步行到航空航海，都离不开定时。随着使用目的的不同，人们对时间准确度的要求也不一样。 GPS卫星都安装有4台原子时钟，GPS 时间受美国海军天文台经常性监测。GPS系统的地面主控站能够以优于±5ns的精度，使 GPS时间和世界协调时之差保持在以内。此外，GPS卫星还向用户播发自己的钟差、钟速和钟漂等时钟参数，加之利用GPS 信号可以测得站址的精确位置，因此，GPS 卫星可以成为一种全球性的用户无限的时间信号源，用以进行精确的时间比对。