【正文】 通過在不同衛(wèi)星之間求差來消除 。 ? 3． 天線的相位中心誤差： GPS接收機天線的幾何中心與相位中心不一致產(chǎn)生的誤差 ， GPS測量的觀測值都是以天線的相位中心為準的 ， 而我們一般只能觀察到天線的幾何中心 。 該項誤差是天線設計誤差 。 ? 整周不定性誤差： 是指觀測中整周未知數(shù)的跳變現(xiàn)象 （ 周跳 ） 。 五、差分法載波相位測量和觀測量的線性組合 ? 設在某 基線兩端 安設 GPS接收機 Ti（ i=1， 2） ， 對衛(wèi)星 sk和 sj與歷元 t1和 t2進行 同步觀測 ， 則對任一頻率 Li（ i=1， 2） ， 有獨立的載波相位觀測量 ?j1(t1)、 ?j1(t2)、 ?k1(t1)、 ?k1(t2)、 ?j2(t1)、?j2(t2)、 ?k2(t1)、 ?k2(t2) 。 而相應的基本觀測方程為 ? 式中 ?t1(t)為歷元 t時測站 1的接收機鐘差 ， ?tj(t)為歷元 t時衛(wèi)星 j的時鐘誤差 ， ?j1,IP(t)為電離層折射延遲量 ， ?j1,T(t)為對流層折射延遲量 。 ? 為了克服大氣折射延遲改正不夠準確 ， 以及減少未知數(shù)等原因 ，常對以上觀測量作差分處理 。 一般有 單差 、 雙差 、 和 三差 法 。 )()()()]()([)()( ,1,101111 tttNttttctt j Tj IPjjjj ???????? ??????(一 ) 單差法 ? 單差觀測量通常是指 不同觀測站同步觀測相同衛(wèi)星所得觀測量之差 ， 其表達形式為 ? 相應的觀測方程為 ? 可見式中已經(jīng)消去了兩站共視 衛(wèi)星 sj的時鐘誤差 ?tj(t)， 另外 對流層折射與電離層折射 部分也都 有所消弱 。 )()()( 122,1 ttt jjj ??? ??)()()()()]()([)]()([)()()(,1,2,1,2010212122,1tttttNtNttttctttjTjTjIPjIPjjjjj?????????????? ???????圖 24 測站間同步觀測量的單差 T2 T1 S1 )(1 tj?)(2 tj?(二 ) 雙差法 ? 雙差觀測量是 在單差法基礎上 ， 對不同測站同步觀測一組衛(wèi)星所得單差之差 ， 即 相應的觀測方程為 ? 這樣進一步消除了兩站的 接收機時鐘誤差項 。 為了簡便起見 ，式中忽略了有關 大氣折射延遲 的雙差項 。 )]()([)]()([)()()( 12121,21,2,1,2 ttttttt jjkkjkjk ??????? ??????)]()()()([)()()()()( 010202221212,1,2 tNtNtNtNttttt jjkkjjkkjk ???????? ???????圖 25 GPS同步觀測量之雙差 T1 T2 S1 S2 )(1 tj? )(2 tk?)(2 tj?)(1 tk?(三 ) 三差法 ? 三差法是在雙差法基礎上 ， 進一步 對不同歷元 之間 ， 不同測站同步觀測的同一組衛(wèi)星所得雙差觀測量作差分 ， 即 ? 相應的觀測方程為 ? 這樣一來 ， 就進一步消去了雙差觀測方程中含有 整周未知數(shù)的項 。 )]()()()([)]()()()([)()(),(11121112212221222,1,22,1,212,1,2ttttttttttttjjkkjjkkjkjkjk?????????????????????)]()()()([)]()()()([),( 111211122122212212,1,2 tttttttttt jjkkjjkkjk ?????????? ????????)t(j 22?)t(j 21?)t(j 12?)t(j 11?)t(k 21?)t(k 22?)t(k 21?)t(k 11?圖 26 GPS相對定位的觀測量 T1 T2 第二章 GPS測量的實施 ? 前面介紹了有關 GPS定位的基本概念和原理，本章將介紹目前 GPS測量實施的主要過程，作業(yè)的基本方法和原則。由于 GPS測量工作的實施方法與用戶的要求，和所用接收系統(tǒng)硬件與軟件的相關，所以， GPS測量工作的作業(yè)細節(jié)，還須按國家有關部門頒發(fā)的 GPS測量規(guī)范，以及所用 GPS接收系統(tǒng)的操作說明書執(zhí)行。 第 1節(jié) 概 述 ? GPS測量工作可分為 外業(yè)和內(nèi)業(yè) 兩大部分 。 其中 ， 外業(yè)工作主要包括 ，選點 （ 即觀測站址的選擇 ） 、 建立測站標志 、 野外觀測作業(yè)以及成果質量檢核等工作；內(nèi)業(yè)工作主要包括 ， GPS測量的技術設計 、 測后數(shù)據(jù)處理以及技術總結等 。 如果按照 GPS測量實施的工作程序 ， 則大體可分為這樣幾個階段：網(wǎng)的優(yōu)化設計；選點與建立標志；外業(yè)觀測；成果檢核與處理 。 ? GPS測量 ， 是一項技術復雜 、 要求嚴格 、 耗費較大的工作 ， 實施這項工作的原則是 ， 在滿足用戶對測量精度和可靠性等要求的情況下 ， 盡可能地減少經(jīng)費 、 時間和人力的消耗 。 因此 ， 對其各階段的工作 ， 都要精心設計 ， 精心組織和實施 。 GPS相對定位的精度指標 表 1 測量分級 常量誤差 a0(mm) 比例誤差 b0(106) 相鄰點距離 (km) A B C D E ?5 ?8 ?10 ?10 ?10 ? ?1 ?5 ?10 ?20 100—2022 15—250 5—40 2—15 1—10 ? 精度指標 ， 是 GPS網(wǎng)優(yōu)化設計的一個重要量 ， 它的大小將直接影響 GPS網(wǎng)的布設方案 、 觀測計劃 、 觀測數(shù)據(jù)的處理方法以及作業(yè)的時間和經(jīng)費 。 所以 ， 在實際設計工作中 ， 要根據(jù)用戶的實際需要和可能 ， 慎重確定 。 網(wǎng)的圖形設計 ? 網(wǎng)的圖形設計 ， 雖然主要決定于用戶的要求 ， 但是有關經(jīng)費 、時間和人力的消耗以及所需接收設備的類型 、 數(shù)量和后勤保障條件等 ， 也都與網(wǎng)的圖形設計有關 。 對此應當充分加以顧及 ， 以期在滿足用戶要求的條件下 ， 盡量減少消耗 。 （ 1）基本圖形的選擇 ? 根據(jù) GPS測量的不同用途 ， GPS網(wǎng)的獨立觀測邊 ， 應構成一定的幾何圖形 。 圖形的基本形式如下 。 圖 1三角形 圖 2環(huán)形網(wǎng) ● 星形網(wǎng) ? 星形網(wǎng)的幾何圖形如圖 3所示 。 ? 星形網(wǎng)的幾何圖形簡單 ， 但其直接觀測邊之間 ， 一般不構成閉合圖形 ， 所以其檢驗與發(fā)現(xiàn)粗差的能力差 。 ? 這種網(wǎng)形的主要優(yōu)點，是觀測中通常只需要兩臺 GPS接收機，作業(yè)簡單。因此在快速靜態(tài)定位和準動態(tài)定位等快速作業(yè)模式中，大都采用這種網(wǎng)形，它被廣泛地應用于工程放樣、邊界測量、地籍測量和碎部測量等。 圖 3星形網(wǎng) 第 3節(jié) 選點與建立標志 ? 選點工作 ? 選點 ， 即觀測站址的選擇 。 ? 由于 GPS測量觀測站之間不要相互通視 ， 而且網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活 ， 所以選點工作 ， 遠較經(jīng)典控制測量的選點工作簡便 。 但由于點位的選擇 ， 對于保證觀測工作的順利進行和可靠地保持測量結果 ，具有重要意義 ， 所以 ， 在選點工作開始之前 ， 應充分收集和了解有關測區(qū)的地理情況 ， 以及原有測量標志點的分布及保存情況 ， 以便確定適宜的觀測站位置 。 ? 選點工作通常應遵守的 原則 是 ? （ 1） 觀測站應遠離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線 ， 以避免其周圍磁場對 GPS衛(wèi)星信號的干擾 。 接收機天線與其距離 ， 一般不得小于 200m； ? （ 2） 觀測站附近不應有大面積的水域 ， 或對電磁波反射（ 或吸收 ） 強烈的物體 ， 以減弱多路徑效應的影響； ? （ 3） 觀測站應設在易于安置接收設備的地方 ， 且視場開闊 。在視場內(nèi)周圍障礙物的高度角 ， 根據(jù)情況一般應小于 10?～15?； ? （ 4） 觀測站應選在交通方便的地方 ， 并且便于用其它測量手段聯(lián)測和擴展； ? （ 5） 對于基線較長的 GPS網(wǎng) ， 還應考慮觀測站附近 ， 應具有良好的通信設施 （ 電話與電報 、 郵電 ） 和電力供應 ， 以供觀測站之間的聯(lián)絡和設備用電； ? （ 6） 點位選定后 （ 包括方位點 ） ， 均應按規(guī)定繪制點之記 ，其主要內(nèi)容包括 ， 點位及點位略圖 ， 點位的交通情況以及選點情況等 。 建立點位標志 ? 為了保持點位 ， 以便長期利用 GPS測量進行重復觀測 ， GPS網(wǎng)點 ， 一般應設置具有中心標志的標石 ， 以精確標志點位 。點的標石和標志必須穩(wěn)定 、 堅固 ， 以利長久保存和利用 。尤其對于研究地球動力學現(xiàn)象和工程變形 。 而建立的各種監(jiān)測網(wǎng) ， 以及大范圍的高精度 GPS網(wǎng) ， 其網(wǎng)點的位置 ， 必須可靠地加以標志 。 對于城市 、 礦山和工程測量的區(qū)域性GPS網(wǎng) ， 其點位一般也須妥善地加以標志 。 但是 ， 隨著 GPS定位技術的發(fā)展和普及 ， 重測一個點 ， 將可能比建造和長久保持一個點更經(jīng)濟 ， 那時 ， 除上述以研究動力學現(xiàn)象為目的的監(jiān)測網(wǎng) 、 衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)和作為坐標系統(tǒng)維持和傳遞國家 GPS控制網(wǎng)之外 ， 建造長久保護的標志點 ， 可能將不再是必要的了 。 ? 目前 ， GPS網(wǎng)點的標石類型及其適用范圍 ， 如表 4所列 。關于各種標石的構造可參見附錄七 。 類 別 形 式 適 用 級 別 基巖標石 基巖天線墩 基巖標石 A 基本標石 一般基本標石 土層天線墩 巖層天線墩 凍土基本標石 沙丘基本標石 A或 B 普通標石 一般標石 巖層標石 建筑物上標石 B～ E 標 石 類 型 表 4 第 4節(jié) GPS測量的觀測工作 ? 觀測工作的內(nèi)容主要包括：觀測計劃的擬定 、 儀器的選擇與檢驗和觀測工作的實施等 。 其中 ， 有關儀器的檢驗 ， 將在 5節(jié)另行介紹 。 觀測計劃的擬定 ? 觀測工作 ， 或數(shù)據(jù)采集 ， 是 GPS測量的主要外業(yè)工作 ， 所以 ，當觀測工作開始之前 ， 仔細地擬定觀測計劃 ， 對于順利地完成觀測任務 ， 保障測量成果的精度 ， 提高效益是極為重要的 。 ? 擬定觀測計劃的依據(jù)是： GPS網(wǎng)的布設方案 ， 規(guī)模大小 ， 精度要求 ， GPS衛(wèi)星星座 ， 參加作業(yè)的 GPS接收機數(shù)量以及后勤保障條件 （ 運輸 、 通信 ） 等 。 觀測計劃的主要內(nèi)容應包括： GPS衛(wèi)星的可見性圖及最佳觀測時間的選擇 ， 采用的接收機類型和數(shù)量 ，觀測區(qū)的劃分和觀測工作的進程以及接收機的高度計劃等 。 1. 觀測工作量的設計與計算 ? 外業(yè)觀測的工作量 ， 與用戶的要求精度和采用的接收機類型和數(shù)量 ，以及作業(yè)模式等因素有關 。 GPS網(wǎng)觀測工作量的設計 ， 除要考慮觀測工作的效率外 ， 還必須保證網(wǎng)的精度和可靠性 。 ? 前已指出 ， 當參加作業(yè)的接收機數(shù)為 ki， 則每一時段可得觀測基線向量數(shù)為 ki (ki1)/2 ? 其中包括獨立觀測向量數(shù) (ki1)和多余觀測向量數(shù) （ ki1） (ki2)/2。 ? 因為增加多余觀測量 ， 會提高網(wǎng)的可靠性 ， 所以 ， 作業(yè)中適當增加接收機的數(shù)量 ， 不僅會提高工作效率 ， 同時也將明顯地增加多余觀測量 。 ? 另外 ， 為了有助于外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的檢核 ， 增加可靠性 ， 通常根據(jù)不同的精度要求 ， 基線測量中 ， 同步觀測的時段數(shù)以及時段的長度 ， 應滿足表5規(guī)定 。 GPS測量的基本技術規(guī)定 表 5 級別 項目 A B C D E 衛(wèi)星高度角 （ 1?） ?10 ?15 ?15 ?15 ?15 觀測時段數(shù) ?8 ?6 ?2 ?2 ?2 時段長度 (min) ?180 ?120 ?90 ?60 ?60 數(shù)據(jù)采樣間隔 (s) 15～ 16 15～ 60 15～ 60 15～ 60 15～ 60 衛(wèi)星觀測值象限分布 (25?5)% (25?10)% (25?20)% (25?20)%