GPS定位原理及应用简介

单频机
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双频机 11
三、GPS定位方法分类
（1）绝对/单点定位(point positioning)——确 定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。
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三、GPS定位方法分类 上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为
未知参数,其他可知： di=c△ti (i=1、2、3、4)。 di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
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kwajalein
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3、用户接收机部分 GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。 大地型接收机又分单频型和双频型。
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图片：导航型GPS机
手持型GPS机
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图片：大地型GPS接收机
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2．RTK用途：适用于精度要求不高的施工放 样及碎部测量。
3．作业范围：目前一般为10km左右。 4．精度：可达到（10mm+1ppm）
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三、GPS定位方法分类
（1）绝对/单点定位(point positioning)—— WGS－84坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。 坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的 Z轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地 极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的协议子午 面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右 手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。这是一 个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际 上统一采用的大地坐标系。
保持固定不动，同步观测4颗以上卫星。可观 测数个时段，每时段观测十几分钟至1小时左 右。最后将观测数据输入计算机，经软件解 算得各点坐标。
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（2）用途 是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、
控制测量、变形测量、工程测量。 （3）精度
可达到（3mm+1ppm）
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2．动态测量(kinematic surveying)
（1）方法：先建立一个基准站，并在其上安置接 收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第1 点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。 最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各 点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超 过15km。
（2）用途：适用于精度要求不高的碎部测量等。 （3）精度：可达到（10mm+1ppm）
GPS定位原理及应用
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一、GPS的定义及历史 1．定义
全球定位系统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。
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2．GPS的产生与发展——由TRANSIT到GPS
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GPS卫星图片2
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2、地面控制部分。
1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、 kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。
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图形：相对定位模式
流动站
基准站
静态相对定位模式
动态相对定位模式
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五、GPS实时动态定位（RTK）方法
1．RTK(real-time kinematic)工作原理及方法
与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动 站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。
多普勒频移原理:
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二、GPS的组成 GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制
部分和用户GPS接收机三部分组成。
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1、空间部分
由21颗工作卫星 和3颗备用卫星。
GPS卫星图片1
截止2004年3月为止， 在轨卫星共29颗，星号 为1－11，13 －18，20 －31。目前，GPS星座已 真正实现全球覆盖，不 再有盲区，全天24小时 任何时间都能精密定位。
卫星3、卫星4到接收机之间的距离。 △ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、
卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。 c为GPS信号的传播速度（即光速）。
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三、GPS定位方法分类
四个方程式中各个参数意义如下：x、y、z 为待 测点坐标的空间直角坐标。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星 1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐 标，可由卫星导航电文求得。
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三、GPS定位方法分类
（2）相对定位(relative positioning)——确定 同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之 间的相对位置（坐标差）的定位方法。
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百度文库
四、GPS的后处理测量方法
1．静态测量(static surveying) （1）方法：将几台GPS接收机安置在基线端点上，
1957年10月第一颗人造地球卫星上天，电子导航 应运而生
利用多普勒频移原理1964年建成子午卫星导航定 位系统(TRANSIT)。
美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入 使用。经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登 月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。
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2．GPS的产生与发展——由TRANSIT到GPS
Vti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、 卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提 供。Vto为接收机的钟差。
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三、GPS定位方法分类 （1）绝对/单点定位(point positioning)——确
定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。 三维空间座标两点间距离公式