GPS使用说明

GPS应用技术

一、GPS的概念

GPS是卫星定位导航系统（Global Position System）的英文缩写GPS是美国研究、开发和维持的军民公用的全球定位和导航系统，它是由空间卫星、地面监控、和用户设备3大部分组成。

GPS空间部分由21颗工作卫星和3颗在轨道上的备用卫星组成。工作卫星分布在六个轨道平面上，每个轨道面上有四颗卫星。卫星轨道面相对于地球赤道面的倾角为55度，各轨道平面升交点的赤经相差60度，在相邻轨道上卫星的升交距角相差30度。轨道平均高度约为200km，卫星运行周期为11小时58分。同一观测点上每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前约4分钟。

保证地球上任何地点都可以连续同步的观测到至少4颗卫星，从而构成全球定位系统。

地面监控部分是通过5个地面站进行的，包括1个总监控站和4个分站。5个监控站主要是随时跟踪GPS卫星，修正卫星的轨道、时间以及它们的定位参数。

用户部分指GPS接收系统，包括军用和民用两种。民用主要应用于气象、地矿、测绘、农林、水利、交通、海洋、城建等行业。

二、GPS的原理

GPS的定位原理基于三角几何理论。一维测量可以确定一个球面，二维测量可以确定一个圆，三维测量可以确定2个点，四维测量可以确定一个点，所以GPS要想达到精确定位，最基本的要求是GPS接收系统至少收到4颗卫星的信息。

GPS工作过程是GPS接受器通过天线接受卫星信号，并将信号分离成GPS 码和载体，然后GPS接受器将自己产生的复制码与接受码比较，并使其移动直到与接受码最大相关。当接受GPS卫星信号后，利用GPS卫星信号传输到GPS 接受器的时间和光速的关系，GPS接受器自动计算出GPS卫星到GPS接受器之间的距离。由此可见，GPS定位的核心是时间的确定。GPS卫星上用的是原子

钟，其误差达到百万分之一到亿分之一秒，即可保持3万年至7百万年内的误差不超过1秒。

三、GPS的误差

影响GPS定位精度的主要因素有：

可选择性（SA）、卫星位置误差、卫星时钟误差、接受器时钟误差、大气对流层等，其中SA造成的误差最大，

2000年5月美国取消了SA政策，单机定位的精度得到极大提高。一般水平误差5米左右，垂直误差15米最左右。

四、GPS的坐标系统

GPS接受器一般都内设多种坐标系统。我国常用的有国际通用坐标系统WGS84和BJ54坐标系统，GPS接受器的内存中已经预设了WGS84和BJ54之间进行坐标转换的公式，因此我们只要将必要的参数输入GPS接受器，即可自动转换。参数如下：

LONGITUDE ORIGIN:

E117°

00.000′

SCALE:

1.0000

FALSE ′E′

5000.0 mTFALSE ′N′

0.0 mT另外BJ54坐标系统还需要进行精确校正，参数各地区都不相同，我们通常采用北京市的参数。

参数如下：

DX:

28mTDY:

-145mTDZ:

-77mTDA:

-108m

DF:

0.0005m

T（

0.）

关机或更换电池一般不会造成系参数的丢失，所以系统参数设定完成后，最好不要轻易改动，以免因误操作使参数改动，造成不必要的错误。

另外，由于卫星信号波长的原因，一般情况下，在混凝土建筑物中，GPS 很难收到信号，不能进行定位和导航操作。

我院现有3种型号的GPS接受器，分别是GPS

12、GPSeTrex和GPS320。3种型号均能进行导航和定位操作，GPSeTrex和GPS320还能进行面积测量。

GPS-12使用说明

一、系统初始化

1、开机后，按翻页键（或退出键）至功能设定画面。

2、按方向键（▼▲）使导航变黑后，按输入键。此时进入导航设定画面。

3、按方向键（▼▲）使标位格式：

下一行变黑。

4、按输入键，使第一个字母变黑后，按方向键（▼▲），直到找到User Grid。

5、继续按输入键。此时出现用户定义画面。

6、检查显示数值，看是否与坐标转换参数一致。

7、光标移动至存入？，按输入键结束，画面自动返回导航设定画面。

8、如果数值不正确，移动光标（▼▲）至错误数据项，按输入键，使第一个字母或数字变黑，用光标（◄►）键移动黑色部分，用光标（▼▲）修改数据，无误后按输入键确认。全部数据无误后，移动光标（▼▲）至存入？按输入键。画面自动返回导航设定画面。

9、按方向键（▼▲）使坐标系统：

下一行变黑。

10、按输入键，使第一个字母变黑后，如果不是User ,则按方向键

（▼▲），直到找到User 。

11、继续按输入键，此时出现用户坐标画面。

12、检查显示数值，看是否与校正参数一致。

13、操作同

7、8。

14、按翻页键（或退出键）至其他画面，系统初始化设定结束。

二、导航操作

1、开机后，按翻页键（或退出键）至功能设定画面。

2、按光标（▼▲◄►）使航点变黑后，按输入键。此时进入航点画面。

3、按光标（▼▲）使最上一行变黑后，按输入键。用光标（◄►）键移动黑色部分，用光标（▼▲）输入数据（输入样地号），无误后按输入键确认。

4、按输入键，用光标（▼▲◄►）选择图标后，按两次输入键。

5、用光标（▼▲）使USR项变黑后，按输入键，用光标（◄►）左右键移动黑色部分，用光标（▼▲）修改数据（上面数据为目的地的横坐标，下面数据为目的地纵坐标，单位为米），无误后按输入键确认，光标自动跳至完成？处，检查数据无误后，按输入键确认，系统自动返回至功能设定画面。

6、重复以上

2、3、4操作可输入多个目的地的数据。

7、按导航键，进入去往航点画面，用光标（▼▲）选择目的地的航点号，按输入键，进入导航画面，此时画面显示GPS的位置距目的地的方位和距离。

8、按退出键退出，可进行其他操作。

三、单点定位操作

1、开机后，待实现3D定位，并且误差较小后，按标记（右边上数第2个键）键至标定位置画面。

2、按光标（▼▲）使最上一行变黑后，按输入键。用光标（◄►）移动黑色部分，用光标（▼

▲）输入数据（输入样地号），按输入键确认。此时图标项变黑。

3、按输入键，用光标（▼▲◄►）选择图标后，按两次输入键。为区别导航操作的航点，两者应选用不同的图标。

4、按光标（◄►）使光标移至平均？处，按输入键，光标自动跳至存入？处。

5、待误差：

后的数据固定不变或达到期望值时，按输入键，保存此点坐标。