【正文】 高其精度。另外，歐洲空間局（European Space Agency—ESA）也在發(fā)展一種以民用為主的衛(wèi)星定位系統(tǒng)（簡稱NAVSAT）。此外亦有一些國際集團(tuán)準(zhǔn)備聯(lián)合建立自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，如E星通信導(dǎo)航系統(tǒng)。上述幾種不同衛(wèi)星定位系統(tǒng)的主要特征如表2—2所示。衛(wèi)星定位系統(tǒng)星座衛(wèi)星數(shù)目衛(wèi)星平均高度(km)衛(wèi)星運行周期載波頻率(MHz)L1L2GPS(美國)24202007181565－15861217－1238Glonass（前蘇聯(lián)）24191006751597－16171240－1260Navsat(歐洲空間局)18201787201561－15691224－1232銥星通信導(dǎo)航系統(tǒng)66低軌道表2－2建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，盡管可以完全擺脫對美國GPS的依賴，但這是一項技術(shù)復(fù)雜且耗資巨大的工程，對經(jīng)濟(jì)和技術(shù)尚在發(fā)展中的我國來說將是困難的。(DGPS)形式。自美國實行SA政策后，嚴(yán)重影響了實時導(dǎo)航定位，因此各國專家竭盡全力研究如何克服SA的影響，差分GPS就應(yīng)運而生。現(xiàn)在實時差分技術(shù)（Real Time kinematic—RTK）可以實時達(dá)到厘米級的精度。RTK主要由基準(zhǔn)臺、移動臺和數(shù)據(jù)鏈組成，影響其精度的主要是數(shù)據(jù)鏈的可靠性及實用性及軟件的處理方法。差分GPS的應(yīng)用對于需要精密實時定位的導(dǎo)航、海洋勘測、航空攝影等各方面有著非常重要的意義。第三節(jié) GPS相對定位原理GPS相對定位，是目前GPS測量中精度最高的一種定位方法，它廣泛地應(yīng)用于大地測量、精密工程測量和地球動力學(xué)的研究。在測量型的GPS接收機(jī)中，基本上都是采取這種方法。相對定位的最基本情況是利用兩臺接收機(jī)分別安置在基線的兩端，并同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對位置或基線向量（見圖22)。圖 2－2 GPS相對定位這種方法一般可推廣到多臺接收機(jī)安置在若干基線的端點，通過同步觀測GPS衛(wèi)星以確定多條基線向量的情況。因為在兩個觀測站或多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差以及電離層和對流層的折射誤差等對觀測量的影響具有一定的相關(guān)性，所以利用這些觀測量的不同組合進(jìn)行相對定位，便可能有效地消除或減弱上述誤差的影響，從而提高相對定位的精度。根據(jù)用戶接收機(jī)在測量過程中所處的狀態(tài)不同，相對定位有靜態(tài)和動態(tài)之分,我們在這里研究的是靜態(tài)定位原理。靜態(tài)相對定位，即設(shè)置在基線端點的接收機(jī)是固定不動的，這樣便可能通過重復(fù)觀測取得充分的多余觀測數(shù)據(jù)，以改善定位的精度。靜態(tài)相對定位一般均采用載波相位觀測值（或測相偽距）為基本觀測量。這一定位方法是當(dāng)前GPS測量中精度最高的一種方法，它廣泛地應(yīng)用于大地測量、精密工程測量和地球動力學(xué)研究等各項工作。實踐表明，對中等長度的基線（100～500km），其相對定位精度可達(dá)～，甚至更好些。所以，在精度要求較高的測量工作中，均普遍采用這一方法為了在于其它未知參數(shù)的聯(lián)合解算中，可靠的確定載波相位的整周待定值，靜態(tài)相對定位一般需要較長的觀測時間（～），因此，如何縮短觀測時間以提高作業(yè)效率，便成為廣大GPS用戶普遍關(guān)心的問題。相對以下將介紹的快速靜態(tài)定位法，上述定位方法一般稱為經(jīng)典靜態(tài)相對定位法。理論分析與實踐經(jīng)驗表明，在載波相位觀測中，如果整周待定值已經(jīng)確定，那么相對定位的精度不會隨觀測時間的延長而明顯提高。在較短的觀測時間內(nèi)，若忽略所測衛(wèi)星分別圖形變化的昔，則定位的較短近似與觀測歷元的方根成反比。因此，縮短靜態(tài)相對定位的觀測時間，其關(guān)鍵在于快速而可靠地確定整周待定值。1985年美國的里蒙德（Remond,.）發(fā)展了一種快速的相對定位模式，其基本思想是：首先利用起始基線向量確定初始整周待定值，之后一臺接收機(jī)在參考點上固定不動，而另一臺接收機(jī)在其周圍的觀測站流動并在每一流動觀測站上靜止地與參考點的接收機(jī)基線同步觀測，以確定流動站于固定站之間的相對位置。這一定位方法在形式上于動態(tài)相對定位法相似，但是，實際上其在每一流動觀測站上仍需靜止地觀測，只是停留的時間很短（例如數(shù)分鐘）。因此這種方法通常稱之為準(zhǔn)動態(tài)相對定位法，在一些文獻(xiàn)中也稱為“走走停停”（Stop and Go）。準(zhǔn)動態(tài)相對定位法的主要缺點是，在接收機(jī)移動過程中必須保持對擦衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。為此近年來又要發(fā)展了一種快速靜態(tài)相對定位。由于這一方法可以快速地確定載波相位的整周待定值，所以當(dāng)接收機(jī)在觀測站之間移動時無需保持對所測無需的連續(xù)跟蹤，其在每一流動觀測站于與基準(zhǔn)站（或固定參考點）的同步觀測時間只需數(shù)分鐘，定位精度與經(jīng)典靜態(tài)相對定位相當(dāng)。由于這種方法速度快、精度高，所以受到GPS用戶的廣泛重視，它將為GPS測量的應(yīng)用開辟新的領(lǐng)域。 第三章 NGS—200型GPS接收機(jī)的簡介GPS用戶設(shè)備主要包括有GPS接收機(jī)及其天線，微處理機(jī)及其終端設(shè)備以及電源等。而其中接收機(jī)和天線是用戶設(shè)備的核心部分，一般習(xí)慣上統(tǒng)稱為GPS接收機(jī)。它的主要功能是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號并進(jìn)行處理和量測，以獲得取導(dǎo)航電文及必要的觀測量。GPS接收機(jī)的主要組成部分包括：l 天線（帶前置放大器）；l 信號處理器，用于信號識別和處理；l 微處理器，用于接收機(jī)的控制、數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航計算；l 用戶信息傳輸，包括操作板、顯示板和數(shù)據(jù)存貯器；l 精密振蕩器，用以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率；l 電源。NGS—200型GPS測量系統(tǒng)是南方公司GPS系列產(chǎn)品之一,其精度指標(biāo)和各項性能均以達(dá)到世界先進(jìn)水平,此論文中的實驗數(shù)據(jù)是由NGS—200型GPS接收機(jī)所得出的,.第一節(jié)NGS—200型GPS接收機(jī)的系統(tǒng)組成如果把GPS接收機(jī)作為一個用戶測量系統(tǒng)，那么按其構(gòu)成部分的性質(zhì)和功能的可分為硬件部分及軟件部分。硬件部分，主要系指接收機(jī)、天線和電源等硬件設(shè)備，而軟件部分是支持接收機(jī)硬件實現(xiàn)其功能，并誤差各種導(dǎo)航與定位任務(wù)的重要條件。一般來說，軟件包括內(nèi)軟件和外軟件。所謂內(nèi)軟件是指諸如控制接收機(jī)信號通道，按時序?qū)Ω餍l(wèi)星信號進(jìn)行量測的軟件以及內(nèi)存或固化在中央處理器中的自動操作程序等。這類軟件一般以磁盤方式提供，如無特別說明，推出所說接收設(shè)備的軟件均制這種后處理軟件系統(tǒng)。軟件部分是構(gòu)成現(xiàn)代GPS 測量系統(tǒng)的重要組成部分之一。一個功能齊全、品質(zhì)良好的軟件不僅能方便用戶使用，滿足用戶的多方面要求，而且對于改善定位精度，提供作業(yè)效率和開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域都具有重要的意義，所以，軟件的質(zhì)量與功能已成為反應(yīng)現(xiàn)代GPS測量系統(tǒng)的先進(jìn)水平的一個重要標(biāo)志。硬件部分:l NGS200型接收機(jī)（內(nèi)置測量型天線及抑制多路徑效應(yīng)板）l NGS200采集器及已存在采集器內(nèi)的采集軟件，另加采集器托盤l 基座和對點器l 可充電電池和充電器l 三腳架l 數(shù)據(jù)采集電纜和電源電纜軟件部分:l 計算機(jī)和采集器通訊軟件l 基線向量處理軟件l 網(wǎng)平差及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件第二節(jié) 性能及指標(biāo) NGS200型接收機(jī)是南方公司自己研制的單頻GPS接收機(jī)，采用美國進(jìn)口原裝芯片，并由自己深入開發(fā)、經(jīng)精密加工而成。而系統(tǒng)的整個軟件系統(tǒng)均由南方公司開發(fā)研制，軟件非常實用，很符合我國測量行業(yè)的實際情況。NGS—200型GPS測量系統(tǒng)外形美觀，性能可靠，接收靈敏度高，精度完全達(dá)到標(biāo)稱范圍 ，操作十分簡便，設(shè)計緊湊，僅一個箱可裝完一套所有的部件，—200型GPS測量系統(tǒng)十分適于做二等以下控制測量，對以往經(jīng)典的作業(yè)模式有突破性改變,使廣大測量工作者從繁重的外業(yè)勞動中解脫出來，大大方便了專業(yè)測量隊伍。對于城勘、土地、水利、礦山、公路、鐵路、地震等部門有極大的幫助，做控制測量的效率有根本性提高。用戶能產(chǎn)生以往無法想向的效益。性能特點： l 8通道L1載波相位和C/A碼l 177。(5mm+2ppmD)靜態(tài)測量精度l 靈敏度高，接收信號快l 可擴(kuò)展成為NGS—200型RTD系統(tǒng) 靜態(tài)相對定位模式，至少需要兩臺接收機(jī)來進(jìn)行采集工作，同時，為了提高精度與野外作業(yè)的速度，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下盡量多配幾臺接收機(jī)。第四章 用靜態(tài)GPS進(jìn)行控制測量第一節(jié) 概 述GPS單頻機(jī)全球定位系統(tǒng)接收機(jī)相對定位精度可達(dá)12ppm,單可采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的化算方法,實現(xiàn)將GPS相對定位WGS84坐標(biāo)劃算為工程控制實用的水平直角坐標(biāo)(x,y)和正常高程h. 其要點是:將GPS測點觀測坐標(biāo)(B,L,H)沿測點法線方向投影到工程測量的水平坐標(biāo)基準(zhǔn)面上,計算投影點的點間距離,按三邊測量的方法計算觀測網(wǎng)的水平坐標(biāo)起始點至各觀測點的水平方向角,計算各點相對于起始點的坐標(biāo)增量和各觀測點在平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。利用GPS測量的大地高和起算點至一些測點水準(zhǔn)高程計算各待定點的正常高程。將化算結(jié)果加入垂線偏差改正,使數(shù)據(jù)與常規(guī)工測控制網(wǎng)成果一致.GPS測量工作與經(jīng)典測量工作相類似，按其性質(zhì)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(biāo)志、野外觀測作業(yè)以及成果質(zhì)量檢核等；內(nèi)業(yè)工作主要包括，GPS測量的技術(shù)設(shè)計、測后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)等。如果按照GPS測量實施的工作程序，則大體可分為這樣的幾個階段：網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計、選點與建立標(biāo)志、外業(yè)觀測、成果檢核與處理。本設(shè)計主要是采用了NGS200型GPS作為學(xué)習(xí)的工具。NGS200型GPS建立測量控制網(wǎng)的一般過程（見下圖3－1）網(wǎng)上選點，構(gòu)網(wǎng)實地定點、埋石GPS觀測計劃準(zhǔn)備野外定位觀測計劃及記錄數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)預(yù)處理（求基線向量）質(zhì)量合格？數(shù)據(jù)后處理（網(wǎng)平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換）否 是結(jié)果輸出 圖 31 建立測量控制網(wǎng)的一般過程 為了滿足用戶的要求，GPS測量工作，應(yīng)遵守統(tǒng)一的規(guī)范和細(xì)則。但是，測量工作的實施，與GPS定位技術(shù)的發(fā)展水平密切相關(guān)，GPS接收系統(tǒng)硬件與軟件的不斷改善，將直接影響測量工作的實施方法、測量時間、作業(yè)的要求和成果的處理方法。用GPS進(jìn)行測量，雖然與常規(guī)測量相比較節(jié)省人力和物力，但仍是一項技術(shù)復(fù)雜、耗費較大的工作，實施這項工作總的原則是，在滿足用戶對測量精度和可靠性要求的情況下，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，都要精心組織和實施。第二節(jié) GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，是實施GPS測量工作的第一步，是一項基礎(chǔ)性的工作，也是在網(wǎng)的精確性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面，實現(xiàn)用戶要求的重要環(huán)節(jié)。這項工作的主要內(nèi)容包括，精度指標(biāo)的合理確定，網(wǎng)的圖形設(shè)計和網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計。3．1 精度標(biāo)準(zhǔn)的確定對GPS網(wǎng)的精度