【正文】 和120倍。 2．測距碼測距碼是用于測定衛(wèi)星至接收機(jī)間的距離的二進(jìn)制碼。根據(jù)性質(zhì)和用途不同，測距碼可分為粗碼和精碼兩類。（1）粗碼用于進(jìn)行粗略測距和捕獲精碼的測距碼稱C/A碼，又被稱為粗捕獲碼。它被調(diào)制在L1載波上，是1MHz的偽隨機(jī)噪聲碼（PRN碼），其碼長為1023位（周期為1ms）。由于每顆衛(wèi)星的C/A碼都不一樣，因此，我們經(jīng)常用它們的PRN號(hào)來區(qū)分它們。C/A碼是普通用戶用以測定測站到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號(hào)。（2）精碼用于精確測定從GPS衛(wèi)星至接收機(jī)距離的測距碼稱為P碼，又被稱為精碼。它是10MHz的偽隨機(jī)噪聲碼，其周期為七天。該測距碼被調(diào)制在L1和L2載波上，可較完善地消除電離層延遲，故用它來測距可獲得較精確的結(jié)果。3．導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文是由GPS衛(wèi)星向用戶播發(fā)的一組二進(jìn)制代碼，它反映了衛(wèi)星在空間的位置、衛(wèi)星的工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘的修正參數(shù)、電離層延遲修正參數(shù)等重要數(shù)據(jù)，也稱為數(shù)據(jù)碼。是用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)必不可少的數(shù)據(jù)。 俄羅斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——GLONASSGLONASS是Global Navigation Satellite System（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）的字頭縮寫，該系統(tǒng)是由前蘇聯(lián)國防部于1978年開始研制，于1995年建設(shè)成功，他也是以軍事應(yīng)用為主，軍民兩用的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)受蘇聯(lián)解體，經(jīng)濟(jì)滑坡及技術(shù)因素影響，很長一段時(shí)間空間衛(wèi)星數(shù)不能滿足實(shí)時(shí)定位要求。近幾年俄羅斯經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，衛(wèi)星數(shù)也跟著增加，已基本可以用于定位。該系統(tǒng)也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制站和用戶設(shè)備三部分組成。GLONASS系統(tǒng)空間部分由24顆衛(wèi)星組成，176。的軌道平面上，每個(gè)軌道面上有8顆衛(wèi)星，衛(wèi)星運(yùn)行周期11小時(shí)15分。GLONASS是根據(jù)衛(wèi)星播發(fā)的兩種載波頻率來區(qū)分衛(wèi)星的。這兩種載波分別為頻率為1602+（MHz）的L1載波和頻率為1246+（MHz）的L2載波，其中k是每顆衛(wèi)星的頻率編號(hào)。GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度垂直方向?yàn)?5m，水平方向?yàn)?6m。GLONASS衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定體制，衛(wèi)星整體質(zhì)量是1400kg，設(shè)計(jì)軌道壽命5年。所有GLONASS衛(wèi)星均使用精密銫鐘作為其頻率基準(zhǔn)。第一顆GLONASS衛(wèi)星于發(fā)射升空的時(shí)間為1982年10月12日。到目前為止，共80余顆GLONASS衛(wèi)星已成功發(fā)射。截止2001年1月10日為止尚有10顆GLONASS衛(wèi)星正在運(yùn)行。為進(jìn)一步提高GLONASS系統(tǒng)的定位能力，在市場上開拓更廣闊的天地，俄羅斯政府計(jì)劃用4年時(shí)間將GLONASS系統(tǒng)更新為GLONASS—M系統(tǒng)。其內(nèi)容有：地面測控站設(shè)施的改進(jìn)；衛(wèi)星的在軌壽命延長8年；高精度的定位技術(shù)也得以實(shí)現(xiàn)；位置精度、定位精度、速度精度也有所提高。GLONASS系統(tǒng)的主要用途是導(dǎo)航定位，廣泛應(yīng)用于各種等級(jí)和種類的測量應(yīng)用、GIS應(yīng)用和時(shí)頻應(yīng)用等。 歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——GALILEO伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Galileo Satellite Navigation System），是一種中高度圓軌道衛(wèi)星定位系統(tǒng)。是由歐盟研制和建立的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，有“歐洲版GPS”之稱。系統(tǒng)共發(fā)射30顆衛(wèi)星，其中27顆為工作星，3顆備份星。衛(wèi)星軌道高度約24126萬公里，位于3個(gè)傾角為56176。的軌道平面內(nèi)。伽利略系統(tǒng)也是由空間段、地面段、用戶段三部分組成。 北斗雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)——RDSS 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)﹝BEIDOU（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是我國自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的定位系統(tǒng)，簡稱為BD系統(tǒng)。它分為兩個(gè)階段，前期為北斗實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它是由3顆地球同步衛(wèi)星組成，已于2003年建成；后期建的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是由12顆衛(wèi)星組成，已在2012年建成。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分與其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)一樣，都是由空間段、地面段和用戶段三部分組成。空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端[4~6]。 本章小結(jié)本章主要介紹GNSS的四大導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)：它們是美國GPS和俄羅斯GLONASS，歐洲GALILEO（伽利略）系統(tǒng)，以及我國北斗雙星導(dǎo)航系統(tǒng)（RDSS系統(tǒng)）。這四大系統(tǒng)都是由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶三個(gè)部分組成。除了上述的四個(gè)全球系統(tǒng)外，還有增強(qiáng)系統(tǒng)（美國的WAAS、歐洲的EGNOS和俄國的SDCM），日本的QZSS（準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)）和MSAS（多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)），印度的IRNSS（印度無線電導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)）和GAGAN（GPS與GEO靜地增強(qiáng)導(dǎo)航），以及尼日利亞運(yùn)用通信衛(wèi)星搭載實(shí)現(xiàn)的NICOMSAT—1星基增強(qiáng)。第3章 GNSS工程控制網(wǎng)的布設(shè) GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)與GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)相似。GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)是GNSS測量外業(yè)觀測的基礎(chǔ)性的工作，它主要是依據(jù)國家制定的有關(guān)規(guī)范（規(guī)程）、GNSS網(wǎng)的用途和用戶的要求來進(jìn)行的。GNSS控制測量作業(yè)的依據(jù)是國家測繪局頒布的《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》及建設(shè)部頒發(fā)的《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》。 GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)方式根據(jù)GNSS網(wǎng)的精度指標(biāo)及完成任務(wù)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)等因素，GNSS網(wǎng)的獨(dú)立觀測邊均構(gòu)成一定的幾何圖形?，F(xiàn)以GPS網(wǎng)的布網(wǎng)形式為例，圖形的基本形式如下：1．三角形網(wǎng)以三角形作為基本圖形所構(gòu)成的GPS網(wǎng)稱為三角形網(wǎng)。三角形網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)的幾何強(qiáng)度較好，具有良好的自檢能力；抗粗差能力強(qiáng)，以至于網(wǎng)具有較好可靠性；平差后相鄰兩點(diǎn)基線向量的精度分布均勻。 其缺點(diǎn)為工作量大，尤其是在接收機(jī)的數(shù)量較少時(shí)，將使工作的總時(shí)間延長，因此通常只有當(dāng)網(wǎng)的精度和可靠性要求較高，接收機(jī)數(shù)目在三臺(tái)以上時(shí)，才單獨(dú)采用這種圖形。2．環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)是由幾條獨(dú)立觀測邊的所組成的閉合環(huán)網(wǎng)，該網(wǎng)形與導(dǎo)線網(wǎng)相似，圖形的結(jié)構(gòu)卻比三角形網(wǎng)稍差。此時(shí)閉合環(huán)中所含基線邊的數(shù)量對(duì)網(wǎng)的可靠性和自檢能力取決定性作用。閉合環(huán)中包含的基線邊不應(yīng)超過一定得限制。環(huán)形網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是工作量小，具有較好的自檢能力和可靠性。其缺點(diǎn)是，非直接觀測的基線邊（或間接邊）精度跟直接觀測的基線邊相比較低，相鄰兩點(diǎn)之間的基線精度分布不均勻。作為環(huán)形網(wǎng)特例，在實(shí)際工作中還可以按照網(wǎng)的用途和實(shí)際的情況，采用所謂附合線路。這種附合線路與經(jīng)典測量中的附合導(dǎo)線相似。而符合導(dǎo)線網(wǎng)的幾何強(qiáng)度一般不如三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)的幾何強(qiáng)度好，但是只要對(duì)符合導(dǎo)線的邊數(shù)及長度加以限制，仍可以保證一定的幾何強(qiáng)度。附合線路兩端點(diǎn)間的已知基線向量精度，另外，附合線路所包含的基線邊數(shù)，也不能超過一定的數(shù)量。 3．星形網(wǎng)星形網(wǎng)與其他網(wǎng)形相比幾何圖形簡單，但觀測邊之間一般不能構(gòu)成閉合圖形，所以其發(fā)現(xiàn)粗差與自檢的能力就會(huì)較差。 這種網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)，是觀測中通常只需要兩臺(tái)GPS接收機(jī)，作業(yè)簡單。因此在快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位等快速作業(yè)模式中，大多采用這種網(wǎng)形。它廣泛用于工程放樣、邊界測量、地籍測量和碎部測量等。三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)，是大地測量和精密工程測量中普遍采取的兩種基本圖形。測量人員還可以根據(jù)實(shí)際情況采用三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)這兩種圖形的混合網(wǎng)形[7~8]。 三角形網(wǎng) 環(huán)形網(wǎng) 星形網(wǎng) GNSS網(wǎng)的布設(shè)原則網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)雖然主要決定于用戶的要求，但是經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和人為的消耗以及所需接收設(shè)備的類型、數(shù)量和后勤保障條件等，也都與網(wǎng)的設(shè)計(jì)有關(guān)。對(duì)此應(yīng)當(dāng)充分加以顧及，以其在滿足用戶要求的條件下盡量減少消耗。為了滿足用戶的要求，設(shè)計(jì)的一般原則是：1．GNSS測量有很多優(yōu)點(diǎn)，如定位精度高，測量速度快，任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、全天候進(jìn)行導(dǎo)航定位，采樣率高，功能多且儀器體積小，重量輕，價(jià)格便宜等，但是由于是無線電定位，受外界環(huán)境影響大，所以在圖形設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮成果的準(zhǔn)確可靠。應(yīng)考慮有較可靠的檢驗(yàn)方法，GNSS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立觀測邊構(gòu)成的閉合圖形，以增加檢查條件，提高網(wǎng)的可靠性。2．至少有3個(gè)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)與地面控制網(wǎng)點(diǎn)重合，才能求定GNSS網(wǎng)坐標(biāo)與原有地面控制網(wǎng)坐標(biāo)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。 3．GNSS網(wǎng)點(diǎn)是不需要通視的，但是為了便于測量人員對(duì)控制點(diǎn)間的聯(lián)測和擴(kuò)展，要求至少有兩個(gè)控制點(diǎn)間要保持通視狀態(tài)，或者在控制點(diǎn)附近300m外，布設(shè)一個(gè)通視良好的方位點(diǎn)，以便建立聯(lián)測方向。 4．為了利用GNSS進(jìn)行高程測量，在測區(qū)內(nèi)GNSS點(diǎn)應(yīng)盡量與水準(zhǔn)點(diǎn)重合，或者進(jìn)行等級(jí)水準(zhǔn)聯(lián)測。5．GNSS點(diǎn)盡量選在周圍環(huán)境視野開闊、交通便利的地點(diǎn)。并要遠(yuǎn)離變電所，高壓線及微波輻射干擾源。 GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是在限定精度、可靠性和費(fèi)用等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下，找到控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的最佳極值。經(jīng)典控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括零類設(shè)計(jì)（基準(zhǔn)問題）、一類設(shè)計(jì)（圖形問題）、二類設(shè)計(jì)（觀測權(quán)問題）、三類設(shè)計(jì)（加密問題）。 GPS測量的特點(diǎn)GPS相對(duì)定位測量一般是用兩臺(tái)GPS接收機(jī)，同步接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，從而獲得接收機(jī)間的基線向量。因此，各個(gè)點(diǎn)之間不需要通視的。另外，在GPS測量中，當(dāng)整周模糊度確定之后，觀測值的權(quán)不再隨觀測時(shí)間增長而顯著提高，所以，經(jīng)典控制網(wǎng)觀測權(quán)的優(yōu)化設(shè)計(jì)在GPS測量中已不再具有顯著的意義。GPS網(wǎng)是一種非層次結(jié)構(gòu)的控制網(wǎng)，可以一次擴(kuò)展到所需的密度。網(wǎng)的精度與網(wǎng)點(diǎn)所構(gòu)成的幾何圖形無關(guān)，即網(wǎng)的精度與網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)及角度也無關(guān)，而只與網(wǎng)中各點(diǎn)所發(fā)出的基線權(quán)陣及基線數(shù)目有關(guān)，這可以從GPS網(wǎng)的平差數(shù)學(xué)模型中看出。因此，經(jīng)典控制網(wǎng)的一類優(yōu)化設(shè)計(jì)在GPS網(wǎng)中稱為網(wǎng)形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)典控制網(wǎng)的必要起算數(shù)據(jù)包括：一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)（用于控制網(wǎng)的定位），一條邊的方位（用于控制網(wǎng)的定向），一條邊的長度（用于確定控制網(wǎng)的尺度）。GPS網(wǎng)的基線向量本身已包含方位和尺度信息，因此，理論上只需要一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)網(wǎng)進(jìn)行定位就可以了。但是考慮到GPS基線向量的尺度因子受衛(wèi)星軌道誤差影響較大，而且與地面網(wǎng)的尺度因子之間存在匹配問題，往往需提供一些邊長基準(zhǔn)，但是這并不是必要基準(zhǔn)，而是削弱系統(tǒng)誤差所采用的措施。經(jīng)典控制網(wǎng)中，誤差具有累積性，網(wǎng)中各邊的相對(duì)精度和方位精度不均勻。而GPS網(wǎng)中的基線向量均含有長度和方位觀測值，不存在誤差傳遞與積累問題。因而，網(wǎng)的精度比較均勻，各邊的方位和邊長的相對(duì)精度基本上在同一數(shù)量級(jí)[8]。 GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)指標(biāo)控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要有兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是在新網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，為了使控制網(wǎng)在整體或局部上達(dá)到預(yù)期的精度，研究如何合理地確定控制網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，觀測量的必要精度及最佳分布；二是在已建成的控制網(wǎng)中，研究如何利用現(xiàn)代高精度的觀測值，來改善控制網(wǎng)的精度，以滿足最新科學(xué)技術(shù)的需要。控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，指的是控制網(wǎng)應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，它是設(shè)計(jì)的依據(jù)和目的，同時(shí)又是評(píng)定網(wǎng)質(zhì)量的指標(biāo)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括精度標(biāo)準(zhǔn)、可靠性標(biāo)準(zhǔn)、費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)及靈敏度標(biāo)準(zhǔn)等。（1）精度標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)的精度標(biāo)準(zhǔn)的前提是觀測值僅存在隨機(jī)誤差，使用坐標(biāo)參數(shù)的方差—協(xié)方差陣或協(xié)因數(shù)陣來度量，要求網(wǎng)中最后得到結(jié)果的精度應(yīng)達(dá)到要求的精度。通常采用包含全網(wǎng)的精度信息的或的某一種矩陣不變量為指標(biāo)，從平均的意義上來反映全網(wǎng)的總體精度，比如（）和（）等均是矩陣的一種不變量指標(biāo)。設(shè)坐標(biāo)未知參數(shù)的方差—協(xié)方差陣 （） 則作為整體精度標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)有：A最優(yōu)：若 （）N最優(yōu)：即DXX的范數(shù)║DXX║滿足： ║DXX║=min （）D最優(yōu)：若 （）成立，則稱為D最優(yōu)