GPS测量任意两点距离的原理(通俗讲解)

GPS测量任意两点距离的原理(通俗讲解)
GPS测量任意两点距离的原理(通俗讲解)

GPS 距离计算

我用的GPS模块是GPS-1000U

得到的数据是$GPRMC,061732.00,A,4104.24665,N,11818.75243,E,0.166,179.32,121110,,,A*69 其他的先不说,N表示北纬,它前面的是数据,即北纬多多多少度。

它其实是度分分的形式,就是说4104.24665表示北纬41度4.24665分。

同理后面的是东经118度18.75243分。

这里主要说经纬度计算距离,其他的数据就不解释了。

上面就可以通过GPS模块采集某点的经纬度了。

知道两点的经纬度怎么求距离呢?

设两点A、B的经、纬度分别为(jA,wA)(jB,wB),则半径为R的球面上两点间的最短距离是多少呢?

弧AB=R*arccos[sin(wA)sin(wB)+cos(wA)cos(wB)*cos(jA-jB)]

R为地球半径(地球大概半径6371.004千米),假设地球是圆的。

上面的假设是成立的,已经证明过了。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

不妨可以这么想,

求弧AB,只要知道角AOB就可以啦----------------弧AB=R×角AOB

求角AOB只要知道AB的长度就可以啦-------------AB^2=R^2+R^2-2*R*R*Cos(AOB)

求AB的长度只要知道AE、BE长度就可以啦------AB^2=AE^2+BE^2

先说求BE吧,只要知道BD、ED就可以啦--------BE=BD-ED

BD=R×Sin(wB)

ED=AC=R×Sin(wA)

在求出AE来就可以啦。

求AE,只要知道CD就行啦--------------------------AE=CD

求CD,只要知道OC、OD、角COD就可以啦---CD^2=OC^2+OD^2-2OC×OD×Cos(COD) OC=R×Cos(wA)

OD=R×Cos(wB)

角COD=角jB-角jA

思路就这样的,下面的论证我就不写了。在纸上写过了。

希望能对大家有所帮助。

《GPS测量原理及应用》武大第三版-复习资料

第一章绪论 1. GPS系统包括三大部分:空间部分——GPS卫星星座,地面控制部分——地面监控系统,用户设备部分——GPS信号接收机。 2 .GPS卫星星座部分:由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座,记作(21+3)GPS星座。24颗在轨卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55°,各个轨道平面之间相距60°。在地球表面上任何地点任何时刻,在高度角15°以上,平均可同时观测到6颗卫星,最多可达9颗卫星。 3. GPS卫星的作用:第一,用L波段的两个无线载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号。第二,在卫星飞越注入站上空时,接收由地面注入站用S波段发送到卫星的导航电文和其他有关信息,并通过GPS信号电路,适时地发送给广大用户。第三,接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令,适时地改正运行偏差或启用备用时钟等。 4. 地面监控系统:1个主控站(美国科罗拉多)3个注入站(阿森松岛,迪哥加西亚岛,卡瓦加兰)5个监控站(1+3+夏威夷) 5. GPS信号接收机的任务是:能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出测站的三维位置,甚至三维速度和时间。 6. GPS系统的特点:定位精度高,观测时间短,测站间无需通视,可提供三维坐标,操作简便,全天候作业,功能多,应用广。 7. GPS系统的应用前景:①用于建立高精度的国家性大地测量控制网,测定全球性的地球动态参数②用于建立陆地海洋大地测量基准,进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘③用于监测地球板块运动状态和地壳形变④用于工程测量,成为建立城市与工程控制网的主要手段⑤用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置. 8. 我国的GPS定位技术的应用和发展情况:在大地测量方面,利用GPS技术开展国际联测,建立全球性大地控制网,提供高精度的地心坐标,测定和精化大地水准面;在工程测量方面,应用GPS静态相对定位技术,布设精密工程控制网,用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程;在航空摄影测量方面,我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄

GPS测量基本原理

1> 概述 测量学中有测距交会确定点位的方法。与其相似,无线电导航定位系统、卫星激光测距定位系统,其定位原理也是利用测距交会的原理定位。 就无线电导航定位来说,设想在地面上有三个无线电发射台,其坐标为已知,用户接收机在某一时刻采用无线电测距的方法分别测得了接收机至三个发射台的距离d1,d2,d3。只需以三个发射台为球心,以d1,d2,d3为半径作出三个定位球面,即可交会出用户接收机的空间位置。如果只有两个无线电发射台的话,则可根据用户接收机的概略位置交会出接收机的平面位置。这种无线电导航定位系统是迄今为止仍在使用的飞机船舶的的中导航定位方法。 近代卫星大地测量中的卫星激光测距定位也是应用了测距交会定位的原理和方法。虽然用于测距的卫星(表面安装有激光反射镜)是在不停的运动中,但总可以利用固定于地面上三个已知点上的卫星激光测距仪同时测定某一时刻至卫星的距离d1,d2,d3,应用测距交会的原理便可确定该时刻卫星的空间位置。如此,可以确定三可以上卫星的空间位置。如果第四个地面点上(坐标未知)也有一台卫星测距仪同时参与了测定改点到三颗卫星的空间距离,则利用所测定的三个空间距离可交会出该地面点的空间位置。 将无线电信号发射台从地面搬到卫星上,组成一颗卫星导航定位系统,应用无线电测距交会的原理,便可利用三个以上地面已知点(控制站)交会处卫星的位置,反之利用三颗以上的卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置。这便是GPS卫星定位的基本原理。 GPS卫星发射测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星的位置信息。用户用GPS接收机在某一时刻同时接收三个以上的GPS卫星信号,测量出测站点(接收机天线中心)P至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间位置坐标,据此利用距离交会法解算出测站P的位置坐标,如下图所示,设在时刻t i在在测站P用GPS接收机同时测出P点至三颗GPS卫星的距离ρ1,ρ2,ρ3,通过GPS电文解释出该时刻三颗GPS卫星的三维坐标分别为(Xi,Yi,Zi),j=1,2,3。用距离交会的方法求解出P点的三维坐标(X,Y,Z)的观测方程为

GPS定位器的工作原理及功能阐述

GPS定位器的工作原理及功能阐述 GPS定位技术已经覆盖了人们生活的日常,出行导航,定位追踪,儿童防丢、物品找回等都不离开GPS定位,那么GPS究竟是如何定位的呢?叁陆伍物联科技给大家简单解读,GPS定位器的运作原理。 在目前的定位技术中,定位最准确,精准度最高的自然非GPS莫属。所谓GPS定位,实际上就是通过三颗以上已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置。 运行于宇宙空间的GPS卫星,每一个都在时刻不停地通过卫星信号向全世界广播自己的当前位置坐标信息。任何一个GPS接收器都可以通过天线很轻松地接收到这些信息,并且能够读懂这些信息(这其实也是每一个GPS芯片的核心功能之一)。这就是这些位置信息的来源。 目前定位精度最高的是差分定位,或称相对定位。就是通过增加一个参考GPS接收器来提高定位精度。 现实生活中,GPS定位主要用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时定位监控的一门技术。GPS定位器是结合了GPS技术、无线通信技术(GSM/GPRS/CDMA)、图像处理技术及GIS技术的定位技术,主要可实现如下功能: 1.跟踪定位 监控中心能全天侯24小时监控所有被控车辆的实时位置、行驶方向、行驶速度,以便最及时的掌握车辆的状况。 2.轨迹回放 监控中心能随时回放自定义时段车辆历史行程、轨迹记录。(根据情况,可选配轨迹DVD 刻录服务)

3.报警(报告):超速报警:车辆行驶速度超出监控中心预设的速度时,及时上报监控中心;区域报警(电子围栏):监控中心设定区域范围,车辆超出或驶入预设的区域会向监控调度中心给出相应的报警;应急报警:一旦遇有紧急险情(如遭劫等),请马上按动应急报警按钮,向监管中心报警,监管中心即刻会知道您处于紧急状态以及您所在的位置。经核实后,进入警情处置程序。 4.地图制作功能 根据查看需要,客户可以添加修改自定义地图线路,以更好服务企业运行 5.里程统计 6.系统利用GPS车载终端的行驶记录功能和GIS地理系统原理对车辆进行行驶里程统计,并可生成报表且可打印。 7.车辆信息管理 8.方便易用的管理平台,提供了车辆、驾驶人员、车辆图片等信息的设定,以方便调度人员的工作。 9.短信通知功能 10.将被控车辆的各种报警或状态信息在必要时发送到管理者手机上,以便随时随地掌握车辆重要状态信息。 11.车辆远程控制 12.监控中心可随时对车辆进行远程断油断电,锁车功能。 不同类型的GPS定位产品有不同的功能,下面列举几款深圳市叁陆伍物联科技有限公司研发的GPS定位产品的功能清单。 A12微型定位器

GPS测量原理及应用题库

G P S测量原理及应用题 库 Revised final draft November 26, 2020

GPS 一、单选题 1、GPS卫星星座配置有( D )颗在轨卫星。 A. 21 B. 12 C. 18 D. 24 2、UTC是指( C )。 A. 协议天球坐标系 B. 协议地球坐标系 C. 协调世界时 D. 国际原子时 3、AS政策是指( D )。 A. 紧密定位服务 B. 标准定位服务 C. 选择可用性 D. 反电子欺骗 4、GPS定位中,信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和( A )影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射 D. 卫星中差 5、一般地,单差观测值是在( A )的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机 B. 同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机 D. 同卫星、异历元、异接收机 6、双差观测方程可以消除( D )。 A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D. 接收机钟差 7、C/A码的周期是( A )。 A. 1ms B. 7天 C. 38星期 D. 1ns

9、在GPS测量中,观测值都是以接收机的( B )位置为准的,所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心 D、高斯投影平面中心 10、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换( A )。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 C、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 11、GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据,采用(A )的方法,确定待定点的空间位置。 A、空间距离后方交会 B、空间距离前方交会 C、空间角度交会 D、空间直角坐标交会 12、根据GPS定位原理,至少需要接收到(B )颗卫星的信号才能定位。 A、5 B、4 C、3 D、2 13、在以下定位方式中,精度较高的是(C )。 A、绝对定位 B、相对定位 C、载波相位实时差分 D、伪距实时差分 14、GPS技术给测绘界带来了一场革命,下列说法不正确的是(A) A、利用GPS技术,测量精度可以达到毫米级的程度 B、与传统的手工测量手段相比,GPS技术有着测量精度高的优点 C、GPS技术操作简便,仪器体积小,便于携带

GPS基本工作原理及基本常识

GPS基本工作原理及基本常识 (2008-07-10 11:20:44) 转载▼ 标签: 汽车 GPS系统是由美国军方建立起来的。利用围绕地球的24颗卫星发射信号进行经纬度和高度的定位。最早是为了应用在海军军舰进行海上定位使用。GPS实际上是Global Positioning System的缩写。意思是全球定位系统,围绕地球的24颗卫星成互差120度的平面排列。也就是说理想状态下我们同时应该能够接受到12颗卫星所传来的信号。 GPS卫星同时发射两种码,一种为P码,我们称之为细码,一种是C/A码,我们称之为粗码。P码的精度非常高,通常可以控制在误差3米以内,但只为军方服务。而我们使用的为C/A码,精度在14米以内。 我们知道,如果知道两个坐标点,我们可以确定一个平面内的一点,如果知道三个坐标点我们就能够知道空间当中的任意一点位置。而GPS可以利用三颗卫星进行经纬度X,Y的定位,而四颗卫星可以进行经纬度和高度X,Y,Z三维定位,四颗卫星三颗进行坐标定位,一颗卫星进行时钟矫正。 很多朋友问,买了GPS有没有后续费用问题,国外购买能不能在国内使用的问题等等。首先GPS是没有后续费用的,这并不是说GPS是免费的,而是在你购买的时候购买费用里的一部分费用已经包括了你的使用费。因此购买GPS后续可以一直使用下去,直到有一天美国军方宣布废气这套卫星。另外,GPS本身是卫星接收产品,因此不牵扯到国内国外的兼容问题。就像卫星电话一样,走到只要没有遮挡的地方就能接受到卫星信号,能接受到信号就能够正常使用。只是部分地区可能会受到国家安全等因素而打开干扰信号从而影响定位精度问题,譬如前几年美国打阿富汗的时候,阿富汗地区的GPS信号一度误差非常大,但是误差大也不过是又原来的30米左右的精度变成了两三百米的精度误差。还是能够正常使用的。

GPS测量原理与应用题库完整

一、单选题(在本题的每一小题的备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为正确答案的题号,填入题干的括号内。多选不给分。每题2分,共20 分)。 1、GPS卫星星座配置有( D )颗在轨卫星。 A. 21 B. 12 C. 18 D. 24 2、UTC是指(C )。 A. 协议天球坐标系 B. 协议地球坐标系 C. 协调世界时 D. 国际原子时 3、AS政策是指( D )。 A. 紧密定位服务 B. 标准定位服务 C. 选择可用性 D. 反电子欺骗 4、GPS定位中,信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和( A )影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射 D. 卫星中差 5、一般地,单差观测值是在(A )的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机 B. 同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机 D. 同卫星、异历元、异接收机 6、双差观测方程可以消除( D )。 A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D. 接收机钟差 7、C/A码的周期是( A )。

A. 1ms B. 7天 C. 38星期 D. 1ns 9、在GPS测量中,观测值都是以接收机的( B )位置为准的,所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心 D、高斯投影平面中心 10、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换(A )。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 C、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 1.GPS广播星历中不包含…………………………………………………………() GPS卫星的六个轨道根数GPS观测的差分改正 GPS卫星钟的改正GPS卫星的健康状态 2.以下哪个因素不会削弱GPS定位的精度………………………………………() 晴天为了不让太阳直射接收机,将测站点置于树荫下进行观测 测站设在大型水库旁边 在SA期间进行GPS导航定位 夜晚进行GPS观测 3.GPS卫星之所以要发射两个频率的信号,主要目的是………………………

《GPS测量原理及应用》题库

GPS 一、单选题 1、GPS卫星星座配置有( D )颗在轨卫星。 A. 21?B. 12 C. 18 D. 24 2、UTC是指( C )。 A. 协议天球坐标系B.协议地球坐标系 C.协调世界时?D. 国际原子时 3、AS政策是指( D )。 A. 紧密定位服务?B.标准定位服务 C.选择可用性???D. 反电子欺骗 4、GPS定位中,信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和( A)影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射?D.卫星中差 5、一般地,单差观测值是在(A )的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机?B.同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机?? D. 同卫星、异历元、异接收机 6、双差观测方程可以消除( D )。 A. 整周未知数? B. 多路径效应 C. 轨道误差?? D. 接收机钟差 7、C/A码的周期是( A )。 A.1ms? B. 7天?C. 38星期?D. 1ns 9、在GPS测量中,观测值都是以接收机的( B)位置为准的,所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心D、高斯投影平面中心 10、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换( A )。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 C、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 11、GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据,采用(A )的方法,确定待定点的空间位置。 A、空间距离后方交会?B、空间距离前方交会 C、空间角度交会? D、空间直角坐标交会 12、根据GPS定位原理,至少需要接收到(B )颗卫星的信号才能定位。

GPS测量原理及应用

《GPS测量原理及应用》学习指导 一、控制网执行的技术标准 1、全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314—2001),中华人民共和国国家标准; 2、《国家三、四等水准测量规范》(GB12898-1991),中华人民共和国国家标准; 3、技术设计书。 二、使用仪器 测量采用的GPS接收机型号及其标称精度。 三、布网方案 1、布网要求 GPS网相邻点间基线中误差按下式计算: 式中(mm)为固定误差;(ppm)为比例误差系数;(km)为相邻点间的距离。GPS-E级网的主要技术要求应符合表1规定。相邻点最小距离应为平均距离的1/2~1/3;最大距离应为平均距离的2~3倍。 (mm) (1×10-6)

注:当边长小于200m时,边长中误差应小于20mm。 2、布网原则与网形设计 (1)GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。GPS网的点与点间不要求每点 (4)为求定GPS点在54北京坐标系中的坐标,应与当地54北京坐标系中的原有控制点联测,联测总点数不得少于3个。 (5)为了求得GPS网点正常高,应进行水准测量的高程联测,高程联测采用等级水准测量方法进行,联测的GPS-E级控制点且应均匀分布于网中。

四、选点与标石埋设 1、选点 在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上,进行现场踏勘,最后进行选点。选点应符合下列要求: (1)点位的选择应符合技术设计要求,并有利于其它测量手段进行扩展与联测; (2)点位的基础应坚实稳定,易于长期保存,并应有利于安全作业; (3)点位应便于安置接收设备和操作,视野应开阔,视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°; (4)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),其距离不得小于200m,并应远离高压输电线其距离不得小于50m,以避免周围磁场对卫星信号的干扰; (5)点位附近不应有对电磁波反射(或吸收)强烈的物体,以减少多路径效应的影响; (6)交通应便于作业,以提高作业效率; (7)应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石,但利用旧点时应检查旧点的稳定性、完好性,符合要求方可利用; (8)选好点后应按合理的方法给GPS点编号。 此外,有时还需考虑测区内的通讯设施、电力供应等情况,以便于各点之间的联络和设备用电或充电。 综上所述,结合测区的实际情况, GPS控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶及其它符合要求的地方,或已成型的较宽的城市主干道、路口或其它较开阔而又稳固的建(构)筑物上。

GPS入门:了解GPS芯片的工作原理

回顾一下GPS芯片近年来的发展历史,随着GPS 与其它产品相继结合,且强调终端产品体积讲求轻薄短小定位精准,GPS 芯片走向系统单芯片化已是必然趋势。目前厂商针对GPS 单芯片化的作法,可分射频或基频单一芯片,并整合了更多功能性。 GPS Baseband DSP 芯片是关键 谈到GPS 芯片主要关键技术,这包括负责信号处理-基频(Baseband)及接收信号-射频(RF)。由于GPS 信号频率(1575.42MHz)来自于距离地面2 万公里的高空,信号十分不稳定,因此当天线接收信号后经过一连串信号放大、过滤噪声、降频、取样等过程(RFfront end),再经过RF 后,信号进入基频处理部分,将前段取样的数字信号经过运算、输出以便于用户接口使用,其中GPS Baseband DSP 芯片就是核心组件,负责地址信号的处理。 综合以上来看,射频与基频2个部分,包含微处理器Microprocessar)、低噪声放大器(LowNoise Amplifier;LNA)、数字部分(Digital ection)、射频部分(RF Section)、天线(Antenna Ele-ment)、输出入驱动器(GPIO andDrivers),以及微处理器周边电路(Pro -cessor peripherals)几个重要组件。 在射频芯片部分,已有多家厂商将放大器、滤波器、降频器、频率合成器及振荡器等整合在一块芯片上;在基频部分,则是整合了CPU、内存(DRAM、SRAM、Flash)、电源管理及时钟等。 因此,我们看到GPS 的芯片尺寸逐渐缩小,未来GPS 设备产品将会越来越蓬勃发展,芯片需求量越来越大。 目前,GPS 芯片应用则开始用在各个领域,或是特殊的个人携带装置,例如老人、儿童用的追踪器上。而GPS 芯片也可能与其它功能,例如蓝牙、USB 等整合。目前全球投入GPS 芯片开发的还是以国外厂商居多,如SiRF、TI、Xemics、Freescalc、STM等大厂均推出GPS 芯片,其中价钱最为公道的,质量最好的为数广州鑫图科技有限公司的模块了。

GPS测量原理与应用期末考试复习

GPS测量原理及应用期末考试复习 第一章绪论 1.简述GPS系统的特点有哪些? ①定位精度高②观测时间短③测站间无需通视④可提供地心坐标 ⑤操作简便⑥全天候作业⑦功能多、应用广 2.GPS定位系统由哪几部分组成的?各部分的作用是什么? 整个GPS系统,它包括三部分: (1)空间部分—GPS卫星及其星座(2)地面控制部分—地面监控系统(3)用户设备部分—GPS信号接收机。 作用:(1)①连续不断向地面发送GPS导航和定位信号; ②接收地面站的指令,修正轨道偏差并启动备用设备; ③接收地面站发来的导航电文和其他信号; (2)地面监测系统由一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。 主控站:①收集数据:收集本站及各监测站获得的各种数据; ②处理数据:处理收集的数据,按一定格式编制成导航电文; ③监测协调:控制和协调监测站、注入站和卫星的工作; ④控制卫星:修正卫星的运行轨道,发送启动备用设备指令。 注入站:将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。 监测站:接收卫星信号,为主控站提供卫星的观测数据。 (3)捕获卫星信号,(计算出测站的三维位置,或三维速度和时间)达到导航和定位的目的。 第二章坐标系统和时间系统 1.GPS 定位对坐标系有何要求? (1)需把卫星与地面点的位置统一在一个坐标系内; (2)需采用空间直角坐标系,以便于天球与地球坐标系进行转换; (3)天球与地球坐标系的建立上应具有简便的变换关系。 2.定义一个空间直角坐标系条件有哪些? (1)坐标原点的位置(2)三个坐标轴的指向(3)长度单位 3.WGS-84空间直角坐标系的几何定义? 原点:地球的质心; 三轴指向:Z轴——国际时间局(BIH )1984.0定义的协议地球极(CTP,Conventional Terrestrial Pole)方向; X轴——相应零子午面和赤道的交点(经度零点); Y轴——构成右手坐标系。 4、简述定义时间系统和时间尺度的条件分别是什么? 定义时间系统的条件:尺度(时间单位);原点(历元) 定义时间尺度的条件:周期运动;该周期是连续稳定的;该周期可被观测和实验复现。 第三章卫星运动基础及GPS卫星星历 1、开普勒轨道6参数分别是什么?各参数的作用? ①轨道椭圆长半径a②轨道椭圆第一偏心率e;a ,e 确定轨道椭圆形状和大小。 ③升交点赤经:升交点与春分点所对应的地心夹角称升交点赤经Ω④i轨道面倾角:卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角。Ω,i确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。

GPS测量原理

目录 第一章绪论 (1) 1.GPS全球定位系统的建立: (2) 2.GPS全球定位系统组成: (2) 3.GPS系统的特点: (2) 4.*GPS、GALILEO、GLONASS(P10表1-4) (3) 第一章坐标系统和时间系统 (3) 2.1坐标系统: (3) 2.2时间系统: (4) 第三章卫星运动及星历 (4) 3.1无摄运动 (4) 3.2受摄运动 (5) 3.3GPS卫星星历 (5) 第四章GPS卫星的导航电文和卫星信号 (6) 4.1卫星导航电文 (6) 第五章GPS卫星定位基本原理 (6) 5.1GPS卫星定位的基本原理 (6) 5.2定位方法 (6) 5.3整周未知数No的确定 (9) 5.4整周跳变的修复 (9) 第七章GPS测量误差 (10) 7.1 GPS测量误差源 (10) 7.2与信号传播有关的误差 (10) 第八章GPS测量设计与实施 (11) 8.1 GPS测量的技术设计 (11) 8.2 GPS测量外业准备 (13) 8.3GPS测量外业实施 (13) 8.4数据处理及测量结果的检核 (14) 第九章GPS测量数据处理 (16) 9.1数据处理 (17) 第一章绪论

1.GPS全球定位系统的建立: GPS:Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System,卫星测时测距导航/全球定位系统,是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能型、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。(原理:空间距离后方交汇) 2.GPS全球定位系统组成: 2.1GPS卫星星座 *基本参数: ○1基本的卫星数为21+3(21颗工作卫星+3颗备用卫星) ○2卫星轨道面的个数为6 ○3卫星高度为20200Km ○4轨道倾角为55° ○5运行周期为11h58min ○6载波频率为1575.42MHZ和1227.60MHZ GPS卫星作用: 1.向广大用户发送导航定位信息。 2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息,并通 过GPS信号电路,适时的发送给广大用户。 3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令,适时 的改正运行偏差和启用备用时钟等。 2.2地面监控系统: 地面监控系统:包括1个主控站,3个注入站和5个监测站 作用: 1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作,以及卫星是否一直沿 着预定轨道运行。 2、保持各卫星处于同一时间。 2.3GPS信号接收机(用户设备) 3.GPS系统的特点: 1、定位精度高 2、观测时间短 3、测站间无需通视 4、可提供三维坐标 5、操作简单

GPS工作原理

1 GPS卫星信号的组成 GPS卫星信号采用典型的码分多址(CDMA)调制技术进行合成(如图2所示),其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段,两载波的中心频率分别记作L1和L2。卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz,信号载波L1的中心频率为f0的154倍频,即: fL1=154×f0=1575.42MHz (1) 其波长λ1=19.03cm;信号载波L2的中心频率为f0的120倍频,即: fL2=120×f0=1227.60MHz (2) 其波长λ2=24.42cm。两载波的频率差为347.82MHz,大约是L2的28.3%,这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码(PRN)即测距码主要有精测距码(P码)和粗测距码(C/A码)两种。其中P码的码率为10.23MHz、C/A码的码率为1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据,又叫导航电文或D码,它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历;总电文由1500位组成,分为5个子帧,每个子帧在6s内发射10个字,每个字30位,共计300位,因此数据码的波特率为50bps。 数据码和两种伪随机码分别以同相和正交方式调制在L1载波上,而在L2载波上只用P 码进行双相调制,因此L1和L2的完整卫星信号分别为: SL1(t)=AcCi(t)Di(t)sin(ωL1t+φc) (3) +ApPi(t)Di(t)cos(ωL1t+φP1) SL2(t)=BpPi(t)Di(t)cos(ωL2t+φp2) (4) 式中,Ap、Bp、Ac分别为P码和C/A码的振幅;Pi(t)、Ci(t)分别为对应P码和C/A码的伪随机序列码;Di(t)为卫星导航电文数据码;ωL1、ωL2分别为L1和L2载波信号的角频率;φC 和φP1、φP2分别为C/A码和P码对应于载波的起始相位。合成的GPS信号向全球发射,随时随地供接收机解算导航定位信息使用。 2 GPS接收机的灵敏度 GPS接收机对信号的检测质量取决于信噪比,当其为“理想接收机”时,接收机输入端的信噪比Si/Ni与其输出端的信噪比So/No相同。由于实际GPS接收机存在内部噪声,使得(So/No)<(Si/Ni);而噪声越大,输出信噪比越越小,则接收机的性能越差,此时接收机的噪声系数为:

GPS测量原理与应用实习报告

淮海工学院实习报告书 题目: GPS测量原理与应用实习 学院:测绘工程学院 专业:测绘工程 班级:D测绘131 姓名:戴峻 学号: 2013132911 2015年12 月30 日

实习报告评阅书 学生姓名:戴峻学号: 2013132911 班级:D测绘131 实践教学环节名称: GPS测量原理与应用实习 教学时间:2015年12 月 1 日-2015年12月15 日 指导教师评语: 实习报告成绩: 指导教师(签字): 2016年1月5 日

目录 1、实习目的 (4) 2、实习成员 (4) 3、实习地点 (5) 4、实习原理 (5) 5、实习内容 (6) 5.1G P S静态测量 (6) 5.1.1仪器设备 (6) 5.1.2布网方案 (6) 5.1.3选点原则 (8) 5.1.4外业观测 (9) 5.1.5内业处理 (10) 5.1.6注意事项 (23) 5.2g o a n d s t o p测量 (24) 5.2.1仪器设备 (24) 5.2.2作业过程 (24) 5.2.3内业处理 (25) 5.2.4注意事项 (27) 5.3G P S R T K动态测量 (28) 5.3.1仪器设备 (28) 5.3.2R T K技术原理 (28) 5.3.3外业采集 (29) 5.3.4内业处理 (31) 5.3.5注意事项 (35) 6、实习体会 (36) 附表一:G P S观测手簿记录表 (42) 附表二:点之记 (43)

1、实习目的 G P S课程实习的意义是对《G P S原理及应用》课程有深入的了解,对G P S外业数据采集以及内业数据处理有一定的了解。掌握G P S静态数据采集、静态数据处理、G P S-R T K外业测量。通过实习进一步深入了解G P S原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握G P S仪器的使用方法,学会G P S进行控制测量的基本方法并掌握G P S数据处理软件的使用方法,把理论知识与实践相结合近一步巩固所学知识。了解G P S原理以及在测绘中的应用,能够用有关理论指导作业实践,做到理论与实践相统一,提高分析问题、解决问题的能力,从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用,使所学知识进一步巩固、深化。 2、实习成员 我们专业一共有14个人,所以分为三个小组。 组织人:李微晓 第一小组成员:刘欣、戴峻、周聪、于健锋、吴开明组长:刘欣 第二小组成员:丁德军、钱小培、于伟鹏、刘先锋

GPS-rtk原理讲解

1. GPS 相对定位原理 两台(或多台)GPS用户接收机分别安置在两条(或多条基线的端点),同步同时段(或不同时段)观测相同数量的GPS卫星,一般情况下不少于4个。并对观测量进行差分处理,以确定基线端点(也就是我们常说的测站点)的相对位置,如果知道其中几个点的坐标和高程,通过专业软件的数据处理,就可以解算其它点的坐标和拟合高程值,以最大限度地满足工作的需要。 在多个观测站同步观测相同卫星的情况下,卫星的轨道误差,卫星时钟差,接收机钟差以及空气中的电离层,对流层折射误差等对观测量的影响具有一定的相关性。利用观测量的不同组合,可有效地消除或减弱误差上的影响,从而提高相对定位的精度。

历元:为指定天球坐标或轨道参数而规定的某一特定时刻 GPS 实时动态定位是基于载波相位的GPS相对定位方式。 采用的星历为广播星历,误差修正方式采用基准站相位误差改正,精度可达到cm级。 GPS –RTK测量技术既保证了GPS测量的高精度,又具有实时动态性。 其基本工作原理可简述为:在两台GPS接收机之间增加一套无线电通讯系统。 将两台或两台以上相对独立的GPS接收机联成有机整体,安置在已知点上的GPS接收机(我们常说的是基准站)通过电台将观测信息,测站点数据传输给流动站(我们常说的移动站), 流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身观测到的载波信号进行差分处理, 从而解算出两站间的基线向量;根据事先输入的坐标转化和投影参数, 就可得到流动站的三维坐标数据。 GPS –RTK测量技术是建立在流动站与基准站误差强烈类似的这一基础之上, 随着流动站与基准站之间距离的增加,其误差的类似性越来越差,定位精度会越来越低。数据的通信也会受到作用距离拉长,而干拢因素增加的影响。 因此GPS –RTK技术的作用距离是有限的,一般小于10公里。

GPS-rtk原理讲解

GPS-rtk原理讲解

1. GPS 相对定位原理 两台(或多台)GPS用户接收机分别安置在两条(或多条基线的端点),同步同时段(或不同时段)观测相同数量的GPS卫星,一般情况下不少于4个。并对观测量进行差分处理,以确定基线端点(也就是我们常说的测站点)的相对位置,如果知道其中几个点的坐标和高程,通过专业软件的数据处理,就可以解算其它点的坐标和拟合高程值,以最大限度地满足工作的需要。 在多个观测站同步观测相同卫星的情况下,卫星的轨道误差,卫星时钟差,接收机钟差以及空气中的电离层,对流层折射误差等对观测量的影响具有一定的相关性。利用观测量的不同组合,可有效地消除或减弱误差上的影响,从而提高相对定位的精度。

间增加一套无线电通讯系统。 将两台或两台以上相对独立的GPS接收机联成有机整体,安置在已知点上的GPS接收机 (我们常说的是基准站)通过电台将观测信息,测站点数据传输给流动站(我们常说的移动站),流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身观测到的载波信号进行差分处理, 从而解算出两站间的基线向量;根据事先输入的坐标转化和投影参数, 就可得到流动站的三维坐标数据。 GPS – RTK测量技术是建立在流动站与基准站误差强烈类似的这一基础之上, 随着流动站与基准站之间距离的增加,其误差的类似性越来越差,定位精度会越来越低。 数据的通信也会受到作用距离拉长,而干拢因素增加的影响。 因此GPS – RTK技术的作用距离是有限的,一般小于10公里。

6. 野外RTK测量 将作好的转换参数以文件形式,存入到观测记录手簿中,基准站架设在参考点上,经过检查校正无误后,即可开始工作。检查校核数据见下表: GPS – RTK外业观测的基本要求:采样率为1S,每次测量的历元数小于10个,每点观测时间不低于3分钟。平面点位精度小于2cm(即实测点值与原已知点值相比较的X Y值),高程点位互差小±5cm(即实测点高程值与原已知点高程值相比较)。依据技术要求,依据技术要求,对实地所布设的像控点进行实时动态定位测量。按工作计划,经过五天外业工作,实时动态定位测量共计169个像控点的坐标和拟合高程数据(成果数据见像控点成果表)。

《GPS测量原理及应用》题库

一、单选题 1、卫星星座配置有( D )颗在轨卫星。 A. 21 B. 12 C. 18 D. 24 2、是指( C )。 A. 协议天球坐标系 B. 协议地球坐标系 C. 协调世界时 D. 国际原子时 3、政策是指( D )。 A. 紧密定位服务 B. 标准定位服务 C. 选择可用性 D. 反电子欺骗 4、定位中,信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和( A )影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射 D. 卫星中差 5、一般地,单差观测值是在( A )的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机 B. 同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机 D. 同卫星、异历元、异接收机 6、双差观测方程可以消除( D )。 A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D.

接收机钟差 7、码的周期是( A )。 A. 1 B. 7天 C. 38星期 D. 1 9、在测量中,观测值都是以接收机的( B )位置为准的,所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心 D、高斯投影平面中心 10、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换( A )。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 C、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 11、定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据,采用(A )的方法,确定待定点的空间位置。 A、空间距离后方交会 B、空间距离前方交会 C、空间角度交会 D、空间直角坐标交会 12、根据定位原理,至少需要接收到(B )颗卫星的信号才能定位。 A、5 B、4 C、3 D、2 13、在以下定位方式中,精度较高的是(C )。 A、绝对定位 B、相对定位

GPS定位原理介绍习题及答案解析(完整版)

14 全球定位系统(GPS)定位原理简介 一、填空题: 1、GPS接收机基本观测值有伪距观测值、载波相位观测值。 2、GPS接收机按用途分,可分为导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机和姿态测量型接收机。其中测地型接收机,按载波频率又可分为单频接收机、双频接收机。 3、GPS接收机主要由GPS接收机天线、GPS接收机主机和电源三部分组成。 4、GPS定位是利用空间测距交会定点原理。 5、全球定位系统(GPS)主要由空间卫星部分、地面监控部分和用户设备三部分组成。 6、GPS卫星星座由 24颗卫星组成。其中21颗工作卫星, 3 颗备用卫星。工作卫星分布在 6 个近圆形的轨道面内,每个轨道上有 4 颗卫星。GPS工作卫星距离地面的平均高度是20200km。 7、地面监控部分按功能可分为监测站、主控站和注入站三种。 8、GPS接收机接收的卫星信号有:伪距观测值和载波相位观测值及卫星广播星历。 9、根据测距原理,GPS卫星定位方法有伪距定位法、载波相位测量定位和 G PS 差分定位。对于待定点位,根据接收机运动状态可分为静态定位和动态定位。根据获取定位结果的时间可分为实时定位和非实时定位。 10、在两个测站上分别安置接收机,同步观测相同的卫星,以确定两点间相对位置的定位方法称为相对定位。 11、载波相位相对定位普遍采用将相位观测值进行线性组合的方法。具体方法有三种,即单差法、双差法和三差法。 12、GPS差分定位系统由基准站、流动站和无线电通信链三部分组成。 13、GPS测量实施过程与常规测量一样包括方案设计、外业测量和内业数据处理三部分。 二、名词解释: 1、伪距单点定位----利用GPS接收机在某一时刻测定的四颗以上GPS卫星伪距及从卫星导航电文中获得的卫星位置,采用距离交会法求定天线所在的三维坐标. 2、载波相位相对定位----用两台GPS接收机,分别安置在测线两端(该测线称为基线),固定不动,同步接收GPS卫星信号。利用相同卫星的相位观测值进行解算,求定基线端点在WGS一84坐标系中的相对位置或基线向量。当其中一个端点坐标已知,则可推算另一个待定点的坐标。 3、整周跳变----当GPS接收机在跟踪卫星进行载波相位测量过程中,若因某种原因引起对卫星跟踪短暂失锁,如卫星和接收机天线之间视线方向有阻挡物或接收机受到外界电磁干扰等,将造成载波相位整周观测值的意外丢失现象。这种现象称为整周跳变。 4、静态定位---进行GPS定位时,接收机的天线始终处于静止状态,用GPS测定相对于地球不运动的点位。GPS接收机安置在该点上,接收数分钟乃至更长时间,以确定其三维坐标,又称为绝对定位。 5、动态定位----进行GPS定位时,接收机的天线始终处于运动过程中,动态定位

GPS测量原理与应用试卷与答案(共5套)

GPS原理与应用 第一套 一、单项选择题(每小题 1 分,共 10 分) 1.计量原子时的时钟称为原子钟,国际上是以( C)为基准。 A、铷原子钟 B 、氢原子钟 C 、铯原子钟 D 、铂原子钟 2.我国西起东经 72°,东至东经 135°,共跨有 5 个时区,我国采用( A )的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。 A、东8区 B 、西8区 C 、东6区 D 、西6区 3.卫星钟采用的是 GPS 时,它是由主控站按照美国海军天文台( USNO) ( D )进行调整的。在 1980 年 1 月 6 日零时对准,不随闰秒增加。 A、世界时(UT0) B 、世界时(UT1) C、世界时(UT2) D 、协调世界时(UTC) 4.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系是( C)坐标系。 A、地心坐标系 B 、球面坐标系 C、参心坐标系 D 、天球坐标系 5.GPS定位是一种被动定位,必须建立高稳定的频率标准。因此每颗卫星上都必须 安装高精确度的时钟。当有 1×10— 9s 的时间误差时,将引起( B )㎝的距离误差。 A、20 B 、30 C 、40 D 、50 6. 1977 年我国极移协作小组确定了我国的地极原点,记作(B)。 A、JYD1958.0 B 、 JYD1968.0 C 、 JYD1978.0 D 、JYD1988.0 7. 在GPS测量中,观测值都是以接收机的( B )位置为准的,所以天线的相位 中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B 、相位中心 C、点位中心 D 、高斯投影平面中心 8.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系,采用的是克拉索夫斯基椭球元素,其 长半径和扁率分别为( B )。 A、a=6378140、α =1/298.257 B 、a=6378245、α =1/298.3 C、a=6378145、α =1/298.357 D 、a=6377245、α =1/298.0 9.GPS 系统的空间部分由21 颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成,它们均匀分布在(D) 相对与赤道的倾角为55°的近似圆形轨道上,它们距地面的 平均高度为20200Km,运行周期为11 小时58 分。 A、3 个 B 、四个 C 、五个 D 、 6 个 10.GPS卫星信号取无线电波中 L 波段的两种不同频率的电磁波作为载波,在载波 2 L 上调制有( A)。

GPS测量原理及应用试题

GPS测量原理及应用试题 一、名词解释呢(每小题4分,共20分) 1. 极移 2. 世界时UT 3. 卫星的受摄运动 4. 静态定位 5. 差分GPS 二、单项选择题(每小题1分,共10分) 1. GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据,采用()的方法,确定待定点的空间位置。 A.空间距离后方交会 B.空间距离前方交会 C.空间角度交会 D.空间直角坐标交会 2. 根据GPS定位原理,至少需要接收到()颗卫星的信号才能定位。 A. 5 B. 4 C. 3 D. 2 3. 在以下定位方式中,精度较高的是()。 A.绝对定位 B.相对定位 C.载波相位实时差分 D.伪距实时差分 4. 以下哪个因素不会削弱GPS定位的精度() A. 晴天为了不让太阳直射接收机,将测站点置于树荫下进行观测 B. 测站设在大型蓄水的水库旁边 C. 在SA期间进行GPS导航定位 D. 夜晚进行GPS观测 5. 在GPS测量中,观测值都是以接收机的()位置为准的,所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A.几何中心 B.相位中心 C.点位中心 D.高斯投影平面中心 6. 双差观测方程可以消除()。 A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D. 接收机钟差 7. 地球在绕太阳运行时,地球自转轴的方向在天球上缓慢地移动,春分点在黄道上随之缓慢移动,这种现象称为()。 A.岁差 B. 黄赤交角 C. 黄极 D. 黄道 8. 双频接收机可以同时接收L1和L2信号,利用双频技术可以消除或减弱()对观测量的影响,所以定位精度较高,基线长度不受限制,所以作业效率较高。 A.对流层折射 B.多路径误差 C.电离层折射 D.相对论效应 9. 下列不属于整周跳变的修复常用的方法的是() A.屏幕扫描法 B. 三差法 C. 残差法 D. 高次差拟合 10. GPS信号接收机,按用途的不同,可分为()、测地型和授时型等三种。 A.大地型 B.军事型 C.民用型 D.导航型 三、填空题(每空1分,共10分) 1. GPS卫星系统由空间部分、()和()三部分组成。 2. 根据测距的原理,可将GPS定位的方法分为()、载波相位测量定位和()三种。 3. GPS卫星发送的信号是由载波、()和()三部分组成的。 4. GPS测量中,减弱电离层影响的措施包括()、()和利用同步观测求差。

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