GPS静态测量论文
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最初的 GPS 计划在联合计划局的领导下诞生了，该方案将 24 颗卫星放置在互 成 120 度的三个轨道上。每个轨道上有 8 颗卫星，地球上任何一点均能观测到 6 至 9 颗卫星。这样，粗码精度可达 100m，精码精度为 10m。由于预算压缩，GPS 计 划不得不减少卫星发射数量，改为将 18 颗卫星分布在互成 60 度的 6 个轨道上。 然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988 年又进行了最后一次修改：21 颗
地面控制系统由监测站(Monitor Station）、主控制站（Master Monitor Station）、地面天线（Ground Antenna）所组成，主控制站位于美国科罗拉多州 春田市（Colorado Spring）。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫 星星历、相对距离，大气校正等数据
2.1 伪距观测方程的线性化 .................................................................................. 4 2.2 伪距法绝对定位的解算 .................................................................................. 4 2.3 用载波相位观测值进行静态绝对定位 ..............................................................5 第 3 章 静态相对定位原理 .................................................................................................6 3.1 观测量的线性组合 .......................................................................................... 6 3.2 观测方程的线性化及平差模型 ........................................................................ 6 第 4 章 整周未知数的确定方法...........................................................................................9 4.1 经典静态相对定位法确定整周未知数............................................................... 9 4.2 交换天线法确定整周未知数........................................................................... 10 4.3 P 码双频技术确定整周未知数 ....................................................................... 10 第 5 章 周跳分析 ..............................................................................................................12 5.1 利用单差观测值的高次差探测与修复周跳 ..................................................... 12 5.2 利用双差观测值的高次差探测与修复周跳 ..................................................... 12 5.3 利用平差后的残差探测与修复周跳 ............................................................... 13 致谢 ..................................................................................................................................14 参考文献 ...........................................................................................................................15
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包头铁道职业技术学院毕业设计论文
GPS 简介
GPS 是英文 Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称 为“球位系”。GPS 是 20 世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导 航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航 服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过 20 余年的研究实 验，耗资 300 亿美元，到 1994 年 3 月，全球覆盖率高达 98%的 24 颗 GPS 卫星星座己布 设完成。在机械领域 GPS 则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称 GPS。另外一种解释为 G/s（GB per s）
注：以上资料来自百度百科，仅供参考
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第 1 章 静态定位概述
在定位过程中，接收机的位置是固定的，处于静止状态，这种定位方式称之为静态 定位，根据参考点的位置不同，静态定位又包括绝对定位和相对定位两种方式。
绝对定位（也叫单点定位）以卫星与观测站之间的距离（距离差）观测为基础，根 据已知的卫星瞬时坐标，来确定观测站的位置，其实质就是测量学里面的空间后方交会。 由于卫星钟与接收机钟难以保持严格同步，所测站星距离均包含了卫星钟与接收机钟不 同步的影响，故习惯的称之为伪距。卫星钟差可以根据导航电文中的参数进行改正，而 接收机钟差通常难以确定。一般将接收机钟差作为未知参数，与观测站的坐标一并求解。 因此，进行绝对定位在一个观测站至少需要同步观测 4 颗卫星才能求出观测站三维坐标 分量与接收机钟差 4 个未知参数。
包头铁道职业技术学院 毕业论文
题 目：GPS 静态测量原理 学生姓名：邰成龙 学 号：200921100022 专 业：工程测量技术 班 级：0901 班 指导教师：全志强
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包头铁道职业技术学院毕业设计论文
摘要
GPS 定位的基本原理是以 GPS 卫星至用户接收机天线之间的距离（或距离差） 为观测量，根据已知的卫星瞬时坐标，利用空间距离后方交会，确定用户接收机 天线所对应的观测站的位置。
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包头铁道职业技术学院毕业设计论文
目录
摘要.....................................................................................................................................I GPS 简介............................................................................................错误！未定义书签。 第 1 章 静态定位概述.......................................................................................................3 第 2 章 静态绝对定位原理 ..................................................................................................4
为此，美国海军研究实验室（NRL）提出了名为 Tinmation 的用 12 到 18 颗卫星组成 10000km 高度的全球定位网计划，并于 67 年、69 年和 74 年各发射了 一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这使 GPS 系统精确定 位的基础。而美国空军则提出了 621-B 的以每星群 4 到 5 颗卫星组成 3 至 4 个星 群的计划，这些卫星中除 1 颗采用同步轨道外其余的都使用周期为 24h 的倾斜轨 道 该计划以伪随机码（PRN）为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号 密度低于环境噪声的 1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是 GPS 系统得 以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的 2 维定位， 空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会 造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以 1973 年 美国国防部将 2 者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO） 领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆 军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
用户设备部分即 GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止 角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号 后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数 等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位 计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬 件和机内软件以及 GPS 数据的后处理软件包构成完整的 GPS 用户设备。GPS 接收 机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流 电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时 机内电池自动充电。关机后机内电池为 RAM 存储器供电，以防止数据丢失。目前 各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。其次则为 使用者接收器，现有单频与双频两种，但由于价格因素，一般使用者所购买的多 为单频接收器。
GPS 静态定位指接收机在定位过程中位置静止不动，包含绝对定位和相对定 位两种方式。无论是静态绝对定位还是静态相对定位，所依据的观测量都是卫星 到观测站的伪距，根据观测量的不同，静态定位又可分为测码伪距静态定位和测 相伪距静态定位。基于载波相位测量的静态相对定位，是目前精度最高的一种方 式。 关键词：GPS、后方交会、静态定位、伪距、精度
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工作星和 3 颗备用星工作在互成 30 度的 6 条轨道上。这也是现在 GPS 卫星所使用 的工作方式。
GPS 定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采 用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
GPS 的空间部分是由 24 颗卫星组成（21 颗工作卫星；3 颗备用卫星），它位 于距地表 20200km 的上空，均匀分布在 6 个轨道面上（每个轨道面 4 颗），轨道 倾角为 55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的 卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS 的卫星因为大气摩擦等问题；随着时间的 推移，导航精度会逐渐降低。
GPS 系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958 年研 制，64 年正式投入使用。该系统用 5 到 6 颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过 地球 13 次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午 仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定 位的可行性，为 GPS 系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的 巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三 军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
地面控制系统由监测站(Monitor Station）、主控制站（Master Monitor Station）、地面天线（Ground Antenna）所组成，主控制站位于美国科罗拉多州 春田市（Colorado Spring）。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫 星星历、相对距离，大气校正等数据
2.1 伪距观测方程的线性化 .................................................................................. 4 2.2 伪距法绝对定位的解算 .................................................................................. 4 2.3 用载波相位观测值进行静态绝对定位 ..............................................................5 第 3 章 静态相对定位原理 .................................................................................................6 3.1 观测量的线性组合 .......................................................................................... 6 3.2 观测方程的线性化及平差模型 ........................................................................ 6 第 4 章 整周未知数的确定方法...........................................................................................9 4.1 经典静态相对定位法确定整周未知数............................................................... 9 4.2 交换天线法确定整周未知数........................................................................... 10 4.3 P 码双频技术确定整周未知数 ....................................................................... 10 第 5 章 周跳分析 ..............................................................................................................12 5.1 利用单差观测值的高次差探测与修复周跳 ..................................................... 12 5.2 利用双差观测值的高次差探测与修复周跳 ..................................................... 12 5.3 利用平差后的残差探测与修复周跳 ............................................................... 13 致谢 ..................................................................................................................................14 参考文献 ...........................................................................................................................15
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GPS 简介
GPS 是英文 Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称 为“球位系”。GPS 是 20 世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导 航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航 服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过 20 余年的研究实 验，耗资 300 亿美元，到 1994 年 3 月，全球覆盖率高达 98%的 24 颗 GPS 卫星星座己布 设完成。在机械领域 GPS 则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称 GPS。另外一种解释为 G/s（GB per s）
注：以上资料来自百度百科，仅供参考
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第 1 章 静态定位概述
在定位过程中，接收机的位置是固定的，处于静止状态，这种定位方式称之为静态 定位，根据参考点的位置不同，静态定位又包括绝对定位和相对定位两种方式。
绝对定位（也叫单点定位）以卫星与观测站之间的距离（距离差）观测为基础，根 据已知的卫星瞬时坐标，来确定观测站的位置，其实质就是测量学里面的空间后方交会。 由于卫星钟与接收机钟难以保持严格同步，所测站星距离均包含了卫星钟与接收机钟不 同步的影响，故习惯的称之为伪距。卫星钟差可以根据导航电文中的参数进行改正，而 接收机钟差通常难以确定。一般将接收机钟差作为未知参数，与观测站的坐标一并求解。 因此，进行绝对定位在一个观测站至少需要同步观测 4 颗卫星才能求出观测站三维坐标 分量与接收机钟差 4 个未知参数。
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题 目：GPS 静态测量原理 学生姓名：邰成龙 学 号：200921100022 专 业：工程测量技术 班 级：0901 班 指导教师：全志强
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摘要
GPS 定位的基本原理是以 GPS 卫星至用户接收机天线之间的距离（或距离差） 为观测量，根据已知的卫星瞬时坐标，利用空间距离后方交会，确定用户接收机 天线所对应的观测站的位置。
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目录
摘要.....................................................................................................................................I GPS 简介............................................................................................错误！未定义书签。 第 1 章 静态定位概述.......................................................................................................3 第 2 章 静态绝对定位原理 ..................................................................................................4
为此，美国海军研究实验室（NRL）提出了名为 Tinmation 的用 12 到 18 颗卫星组成 10000km 高度的全球定位网计划，并于 67 年、69 年和 74 年各发射了 一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这使 GPS 系统精确定 位的基础。而美国空军则提出了 621-B 的以每星群 4 到 5 颗卫星组成 3 至 4 个星 群的计划，这些卫星中除 1 颗采用同步轨道外其余的都使用周期为 24h 的倾斜轨 道 该计划以伪随机码（PRN）为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号 密度低于环境噪声的 1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是 GPS 系统得 以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的 2 维定位， 空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会 造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以 1973 年 美国国防部将 2 者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO） 领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆 军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
用户设备部分即 GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止 角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号 后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数 等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位 计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬 件和机内软件以及 GPS 数据的后处理软件包构成完整的 GPS 用户设备。GPS 接收 机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流 电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时 机内电池自动充电。关机后机内电池为 RAM 存储器供电，以防止数据丢失。目前 各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。其次则为 使用者接收器，现有单频与双频两种，但由于价格因素，一般使用者所购买的多 为单频接收器。
GPS 静态定位指接收机在定位过程中位置静止不动，包含绝对定位和相对定 位两种方式。无论是静态绝对定位还是静态相对定位，所依据的观测量都是卫星 到观测站的伪距，根据观测量的不同，静态定位又可分为测码伪距静态定位和测 相伪距静态定位。基于载波相位测量的静态相对定位，是目前精度最高的一种方 式。 关键词：GPS、后方交会、静态定位、伪距、精度
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包头铁道职业技术学院毕业设计论文
工作星和 3 颗备用星工作在互成 30 度的 6 条轨道上。这也是现在 GPS 卫星所使用 的工作方式。
GPS 定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采 用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
GPS 的空间部分是由 24 颗卫星组成（21 颗工作卫星；3 颗备用卫星），它位 于距地表 20200km 的上空，均匀分布在 6 个轨道面上（每个轨道面 4 颗），轨道 倾角为 55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的 卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS 的卫星因为大气摩擦等问题；随着时间的 推移，导航精度会逐渐降低。
GPS 系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958 年研 制，64 年正式投入使用。该系统用 5 到 6 颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过 地球 13 次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午 仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定 位的可行性，为 GPS 系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的 巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三 军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。