【正文】 天線組成。用戶只需購(gòu)買 GPS 接受機(jī)，就可享受免費(fèi)的導(dǎo)航，授時(shí)和定位服務(wù)。 GPS 系統(tǒng)的空間部分有 21 顆工作衛(wèi)星及 3 顆備用衛(wèi)星組成，它們均勻分布在 6 個(gè)相對(duì)于赤道的傾角為 55 度的近似圓形軌道上，每個(gè)軌道上有 4 顆衛(wèi)星運(yùn)行，它們距地面的平均高度為 20200km，運(yùn)行周期為 12 恒星時(shí) 。 GPS 衛(wèi)星星座 7 均勻覆蓋著地球，可以保證地球上所有地點(diǎn)在任何時(shí)刻都能看到至少 4 顆 GPS衛(wèi)星。 GPS 的應(yīng)用 GPS 定位系統(tǒng)的主要目的是用于導(dǎo)航、收集情報(bào)等軍事目的。 GPS 信號(hào)可以進(jìn)行海、空和陸地的導(dǎo)航，導(dǎo)彈的制導(dǎo)，而且用 GPS 衛(wèi)星發(fā)來的導(dǎo)航定位信號(hào)能夠進(jìn)行厘米級(jí)甚至毫米級(jí)精度的靜態(tài)相對(duì)定位，米級(jí)至亞米級(jí)精度的動(dòng)態(tài)定位，亞米級(jí)至厘米級(jí)精度的速度測(cè)量和毫微秒級(jí)精度的時(shí)間測(cè)量。 在大地測(cè)量中的應(yīng)用 對(duì)于測(cè)繪領(lǐng)域， GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)用于建立高精度的全國(guó)性的大地測(cè)量控制網(wǎng)，測(cè)定全球性的地球動(dòng)態(tài)參 數(shù)，也可用于改造和加強(qiáng)原有的國(guó)家大地控制網(wǎng)；可用于建立陸地海洋大地測(cè)量的基準(zhǔn)，進(jìn)行海洋測(cè)繪和高精度的海島陸地聯(lián)測(cè)；用于監(jiān)測(cè)地球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變；在建立城市測(cè)量和工程測(cè)量的平面控制網(wǎng)時(shí) GPS 已成為主要方法； GPS 還可用于測(cè)定航空航天攝影的瞬間位置，實(shí)現(xiàn)僅有少量的地面控制或無地面控制的航測(cè)快速成圖，導(dǎo)致地理信息系統(tǒng)、全球環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的技術(shù)革命。 應(yīng)用 GPS 靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，用于城市和礦區(qū)油田地面沉降監(jiān)測(cè)、大壩變形監(jiān)測(cè)、高層建筑變形監(jiān)測(cè)、飛機(jī)場(chǎng)軸線定位、地鐵精密導(dǎo)線測(cè)量、 隧道貫通測(cè)量等精密工程。 我國(guó)測(cè)繪工作者也應(yīng)用 GPS 技術(shù)進(jìn)行航測(cè)外業(yè)控制測(cè)量、航攝飛行導(dǎo)航、機(jī)載 GPS 航測(cè)等航測(cè)成圖的各個(gè)階段。可以極大地減少地面控制點(diǎn)的數(shù)目，縮短成圖周期，降低成本。 在地球動(dòng)力學(xué)方面， GPS 技術(shù)用于全球板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和區(qū)域板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)；在水下地形測(cè)量中應(yīng)用 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)，可以快速、高精度地測(cè)定測(cè)深儀的位置；還有在公安、交通系統(tǒng)中給車輛、輪船等交通工具的導(dǎo)航定位提供了具體的實(shí)時(shí)定位能力；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用差分技術(shù)對(duì)土壤養(yǎng)分分布調(diào)查、監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量、合理施肥、精確農(nóng)業(yè)管理以及在林業(yè)管理和旅游中的應(yīng)用。 今后， GPS 就像移動(dòng)電話、傳真機(jī)、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)我們生活的影響一樣，人們?nèi)粘Ｉ顚㈦x不開它。 8 GPS的特點(diǎn) GPS 定位技術(shù)自從應(yīng)用于測(cè)量工程，就以其特有的自動(dòng)化、全天候、高精度的顯著優(yōu)勢(shì)令經(jīng)典大地測(cè)量刮目相看，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 在經(jīng)典大地測(cè)量中，即要求點(diǎn)位之間的良好的通視條件，又要求點(diǎn)位形成良好的圖形結(jié)構(gòu)，這是長(zhǎng)期困擾選點(diǎn)工作的難題，而 GPS 定位既不要求點(diǎn)位之間通視，又對(duì)點(diǎn)位圖形結(jié)構(gòu)沒有過苛要求，使點(diǎn)位的選擇極為靈活。 實(shí)踐已經(jīng)證明，在 1000km 的距離上，相對(duì)定位精度可以達(dá) 108；在100~500km 的距離上，相對(duì)定位精度可以達(dá)到 106— 107；在小于 50km距離上，相對(duì)定位精度可以達(dá)到 106。而另一方面，又無須建造測(cè)量高標(biāo)。它們的優(yōu)越性是經(jīng)典大地測(cè)量工作無法攀比的。 GPS 定位的自動(dòng)化程度很高，作業(yè)人員只限于安置儀器、開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視工作狀態(tài)，其他如衛(wèi)星捕獲、跟蹤觀測(cè)、數(shù)據(jù)采集等均由儀器自動(dòng)完成，加之儀器本身質(zhì)量輕，體積小，攜帶方便，大大降低了作業(yè)難度，提高了功效。其次， GPS 定位的結(jié)果，可以直接提供點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不僅可以精確確定點(diǎn)的平面位置，也為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面點(diǎn)高程開辟了新途徑。 GPS 定位不受天氣條件制約，可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)從事作業(yè)，加之觀測(cè)時(shí)間縮短、速度加快，便利了人們對(duì)測(cè)量工程的統(tǒng)籌安排，使工程計(jì)劃具有較大的可行性，為準(zhǔn)確、快速地提供測(cè)繪成果成為可能。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用需求的增加 ， GPS已從當(dāng)初的性能單一發(fā)展到今天的廣泛應(yīng)用。 GPS以其獨(dú)特的、強(qiáng)大的功能 ， 涉足于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。尤其是近幾年來向消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)展的勢(shì)頭很強(qiáng)， 它已 進(jìn) 入我們的日常工作、學(xué)習(xí)、生活和娛樂之中。 GPS已成功地應(yīng)用于大地測(cè)量和城市控制網(wǎng)；正在試驗(yàn)應(yīng)用于民用飛機(jī)的航線導(dǎo)航和精確進(jìn)場(chǎng)著陸；應(yīng)用于陸地車輛的智能交通指揮與管理；應(yīng)用于地球資源勘察、大型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)測(cè)量與形變監(jiān)測(cè)；應(yīng)用于航測(cè)與衛(wèi)星遙感等。 GPS技術(shù)的高精度和自動(dòng)化深刻地影響著地球動(dòng)力學(xué)、大地測(cè)量學(xué)、天文學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，它在這些基礎(chǔ)學(xué)科的應(yīng)用研究與開拓工作方面都取得了迅速的發(fā)展和卓越的成就，展示了 GPS巨大的優(yōu)勢(shì)和潛力。 在 21 世紀(jì) GPS將繼續(xù)成為軍民兩用 9 的系統(tǒng) ， 既要更好地滿足軍事需要 ， 也要擴(kuò)展民 用市場(chǎng)和應(yīng)用的范圍 。 GPS技術(shù)在各方面的應(yīng)用正在蓬勃發(fā)展，可以相信，它正在向軍用、民用及其他各個(gè)領(lǐng)域不斷滲透與應(yīng)用，也必將朝者更寬廣的范圍和更深刻的層次迅速發(fā)展。 隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓，從其發(fā)展趨勢(shì)看， GPS衛(wèi)星定位技術(shù)也更加深入和普及測(cè)繪領(lǐng)域，從而給測(cè)繪領(lǐng)域帶來一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。 RTK系統(tǒng)的組成 RTK系統(tǒng)主要由一個(gè)參考站 (即基準(zhǔn)站 )和若干個(gè)流動(dòng)站組成。 GPS接收機(jī)及其天線 ： 用于接收 GPS衛(wèi)星信號(hào)；無線電傳輸設(shè)備 （ 包括電臺(tái) 、手機(jī)通訊模塊及發(fā)射天線 ）： 用于發(fā)射基站無線電信號(hào)；電子手簿 ： 用于設(shè)置基準(zhǔn)站和電臺(tái)的各項(xiàng)參數(shù)。 GPS接收機(jī)及其天線 ： 用于接收 GPS衛(wèi)星信號(hào)；無線電接收電臺(tái) 及 其天線 ：用于接收基站電臺(tái)發(fā)射的無線電信號(hào)；電子手簿：用于設(shè)置流動(dòng)站和接受電臺(tái)的各項(xiàng)參數(shù)，通過手簿進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量工作的操作。 RTK技術(shù)的應(yīng)用 傳統(tǒng)的大地測(cè)量、工程控制測(cè)量采用三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)方法來施測(cè)，不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí)，要求點(diǎn)間通視，而且精度分布不均勻，且在外業(yè)不知精度如何。采用常規(guī)的 GPS 靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)偽動(dòng)態(tài)方法，在外業(yè)測(cè)設(shè)過程中不能實(shí)時(shí)知道定位精度 。 如果測(cè)設(shè)完成后，回到內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求還必須返測(cè)。而采用GPS RTK 來進(jìn)行控制測(cè)量，能夠?qū)崟r(shí)知道定位精度，如果點(diǎn)位精度要求滿足了，用戶就可以停止觀測(cè)了，而且知道觀測(cè)質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。如果把 GPS RTK 用于公路控制測(cè)量 、 線路控制測(cè)量、水利工程控制測(cè)量、大地測(cè)量則不僅可以大大減少人力強(qiáng)度、節(jié)省費(fèi)用 ， 而且 可 大大 地 提高工作效率 。 測(cè)一個(gè)控制點(diǎn)在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)就可完成。 在 過去測(cè)地形圖時(shí)一般首先要在測(cè)區(qū)建立圖根控制點(diǎn) ， 然后在圖根控制點(diǎn)上架上全站儀或經(jīng)緯儀 配合 小平板測(cè)圖?，F(xiàn)在發(fā)展到外業(yè)用全站儀和電子手簿 配合 地物編碼 ， 利用大比例尺測(cè)圖軟件來進(jìn)行測(cè)圖，甚至于發(fā)展到最近的外業(yè)電子平板測(cè)圖等等，都要求在測(cè)站上測(cè)四周的地形地貌等碎部點(diǎn) 。 這些碎部點(diǎn)都 要求 與測(cè)站通視 ， 而且一般要求至少 2～ 3 人操 10 作，需要在拼圖時(shí)一旦精度不合要求還得到外業(yè)去返測(cè)?，F(xiàn)在采 用 GPS RTK， 僅需一人背著儀器在要測(cè)的地形地貌碎部點(diǎn)呆上 3～ 5 秒鐘，并同時(shí)輸入特征編碼，通過手簿可以實(shí)時(shí)知道點(diǎn)位精度，把一個(gè)區(qū)域測(cè)完后回到室內(nèi)，由專業(yè)的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖， 這樣用 GPS RTK 僅需一人操作，不要求點(diǎn)間通視，大大提高了工作效率。采用 GPS RTK 配合電子手簿可以測(cè)設(shè)各種地形圖，如 普通測(cè)圖、鐵路線路帶狀地形圖的測(cè)設(shè)、公路管線地形圖的測(cè)設(shè)、配合測(cè)深儀可以用于測(cè)水庫(kù)地形圖、航海海洋測(cè)圖等等。 GPS RTK 做控制測(cè)量的一般方法是：先選取一個(gè)已知點(diǎn)作為基準(zhǔn)站，一般這個(gè)點(diǎn)是選用觀測(cè)條件比較好、精度比較高的點(diǎn)，在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái) GPS 接收機(jī)并連好電臺(tái)設(shè)備。將基準(zhǔn)站的 WGS84 坐標(biāo)和地方坐標(biāo)值輸入 GPS 控制手簿。在測(cè)區(qū)選取分布 均勻的 3 個(gè)以上的點(diǎn)，在 GPS 手簿中輸入這些點(diǎn)的 WGS84 坐標(biāo)和地方坐標(biāo)系坐標(biāo)，手簿內(nèi)置軟件會(huì)自動(dòng)計(jì)算控制點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。在流動(dòng)站觀測(cè)采用快速靜態(tài)模式，將 GPS 流動(dòng)站安置在待定點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)。流動(dòng)站 GPS 接收GPS 信號(hào)的同時(shí)還接收來自基準(zhǔn)站電臺(tái)的信號(hào)，將載波相位觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理從而計(jì)算出流動(dòng)站的坐標(biāo)值，這時(shí)將在 GPS 手簿上實(shí)時(shí)顯示點(diǎn)位坐標(biāo)值及其精度，當(dāng)精度達(dá)到要求時(shí)即可保存觀測(cè)數(shù)據(jù)停止觀測(cè)，時(shí)間一般只需要 35 min。根據(jù)各生產(chǎn)單位的大量實(shí)踐表明，用 GPS RTK進(jìn)行控制測(cè)量能夠達(dá)到厘米級(jí)精度，一般都應(yīng)該在 12cm 以內(nèi)。 與傳統(tǒng)控制測(cè)量相比， GPS RTK 測(cè)量具有效率高、誤差累積少 (各流動(dòng)站之間不存在誤差累積 )的優(yōu)點(diǎn)，在一些精度要求不太高的控制測(cè)量中被廣泛應(yīng)用。 RTK 在碎部測(cè)量中的應(yīng)用 用 GPS RTK進(jìn)行地形測(cè)圖碎部測(cè)量可以不進(jìn)行圖根控制而直接根據(jù)分布在測(cè)區(qū)的一些基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行各碎部點(diǎn)的測(cè)量。安置好基準(zhǔn)站并輸入必要已知數(shù)據(jù) (基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)、參考點(diǎn)坐標(biāo)等 )后即可進(jìn)行碎部測(cè)量。 GPS RTK碎部測(cè)量與傳統(tǒng)全站儀測(cè)量的人員配備不同，傳統(tǒng)全站儀測(cè)量一個(gè)作業(yè)組至少 3人， GPS RTK測(cè)量只需一人，另一人看守基準(zhǔn)站即可。傳統(tǒng)全站儀測(cè)1： 1000地形 圖時(shí)一天能測(cè)量約 800點(diǎn) (困難地區(qū)只有其一半 )，而用 GPS RTK一天能測(cè) 1200點(diǎn)以上，大大提高了測(cè)量效率。同時(shí) RTK測(cè)量可以全天候進(jìn)行，并且可以多個(gè)流動(dòng)站同時(shí)進(jìn)行碎部測(cè)量，效率可以成倍提高，而傳統(tǒng)全站儀測(cè)量雖然一組可以多人跑鏡但只能一人操作儀器，因而其速度提高是有限的。此外 ,傳統(tǒng)全站儀測(cè)圖需頻繁搬站 ,消耗了大量時(shí)間。而 GPS RTK測(cè)量則不受基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間的地物影響 ,設(shè)一基準(zhǔn)站后可在半徑 10 km內(nèi)采集任意碎部點(diǎn) (在能觀測(cè)到 4顆以上 GPS衛(wèi)星的前提下 )。由于 GPS RTK測(cè)碎部點(diǎn)的快速與高效性，被廣 泛應(yīng)用到 11 一些特殊工作環(huán)境的測(cè)量中，如水上測(cè)量等。 RTK 在放樣工作中的應(yīng)用 放樣是測(cè)量一個(gè)應(yīng)用分支，它要求通過一定方法采用一定儀器把人為設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)地給標(biāo)定出來。過去采用常規(guī)的放樣方法很多，如經(jīng)緯儀交會(huì)放樣，全站儀的邊角放樣等等，一般要放樣出一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)位時(shí)，往往需要來回移動(dòng)目標(biāo)，而且要 2～ 3人操作 ， 同時(shí)在放樣過程中還要求點(diǎn)間通視情況良好，在生產(chǎn)應(yīng)用上效率不是很高，有時(shí) 在 放樣中遇到困難的情況 下需 借助于很多方法才能放樣。如果采用 RTK技術(shù)放樣 ， 僅需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到電子手簿中 ， 背著 GPS接收機(jī) ， 它會(huì)提醒你走到要放樣點(diǎn)的位置 ，既 迅速又方便，由于 GPS是通過坐標(biāo)來直接放樣的，而且精度很高也很均勻，且只需一個(gè)人操作 ， 因而效率會(huì)大大提高。 GPS RTK技術(shù)的特點(diǎn) 。在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的 GPS RTK設(shè)站一次即可測(cè)完 4km半徑的測(cè)區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的 “ 搬站 ” 次數(shù)，僅需一人操作。在一