【正文】 機的簡介GPS用戶設備主要包括有GPS接收機及其天線，微處理機及其終端設備以及電源等。NGS—200型GPS測量系統(tǒng)是南方公司GPS系列產(chǎn)品之一,其精度指標和各項性能均以達到世界先進水平,此論文中的實驗數(shù)據(jù)是由NGS—200型GPS接收機所得出的,.第一節(jié)NGS—200型GPS接收機的系統(tǒng)組成如果把GPS接收機作為一個用戶測量系統(tǒng)，那么按其構成部分的性質和功能的可分為硬件部分及軟件部分。這類軟件一般以磁盤方式提供，如無特別說明，推出所說接收設備的軟件均制這種后處理軟件系統(tǒng)。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。性能特點： l 8通道L1載波相位和C/A碼l 177。將化算結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，按其性質可分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。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，構網(wǎng)實地定點、埋石GPS觀測計劃準備野外定位觀測計劃及記錄數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)預處理（求基線向量）質量合格？數(shù)據(jù)后處理（網(wǎng)平差、坐標轉換）否 是結果輸出 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，應遵守統(tǒng)一的規(guī)范和細則。第二節(jié) GPS網(wǎng)的優(yōu)化設計GPS網(wǎng)的優(yōu)化設計，是實施GPS測量工作的第一步，是一項基礎性的工作，也是在網(wǎng)的精確性、可靠性和經(jīng)濟性方面，實現(xiàn)用戶要求的重要環(huán)節(jié)。GPS相對定位的精度指標測量分級常數(shù)誤差（mm）比例誤差 ( 106 )相鄰點距離(km) A ≤5 ≤1002000 B ≤8 ≤1 15250 C ≤10 ≤5 540 D ≤10 ≤10 215 E ≤10 ≤20 110 表31上表所列的精度指標，主要是對GPS網(wǎng)的平面位置而言，而考慮到垂直分量的精度，一般較水平分量為差，所以根據(jù)經(jīng)念，在GPS網(wǎng)中對垂直分量的要求，可將上表所列的比例誤差部分增大一倍。對此應當充分加以顧及，以期在滿足實際要求的條件下，盡量減少消耗。重合點一般不少于3個（不足時應聯(lián)測），且在網(wǎng)中應分布均勻，以利于可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉換參數(shù)。方向點與觀測站距離一般應大于300m。② 環(huán)形網(wǎng)（閉合線路和附合線路）優(yōu)點：觀測工作量小，且具有較好的自檢性和可靠性。缺點：檢查和發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。一般來說，在GPS網(wǎng)的整體平差中，可能含有兩類觀測量，即相對觀測量和絕對觀測量（如點在WPS—84中的坐標值）。確定網(wǎng)的基準位置，通?？筛鶕?jù)情況，選取如下方法：①選取網(wǎng)中一點的坐標值并加以固定，或給以適當?shù)臋?；②網(wǎng)中的點均不固定，通過自由網(wǎng)偽逆平差或擬穩(wěn)平差，確定網(wǎng)的基準；③在網(wǎng)中選若干點的坐標值并加以固定；④選取網(wǎng)若干點（直至全部點）的坐標值并給以適當?shù)臋?；前兩種方法，對GPS網(wǎng)定位的約束條件最少，所以，通常稱為最小約束法；而后兩種方法對平差計算則存在若干約束條件，其約束條件的多少，取決于在網(wǎng)中所選點的數(shù)量，這種方法，通常稱為約束法。雖然從理論上說，在網(wǎng)的平差計算中，給所有的已知位置以適當?shù)臋啵亲顬閲栏竦姆椒?，但是，如何適當?shù)拇_定已知位置的權，及其與網(wǎng)中其他觀測量的比例關系，則是一個需要慎重考慮的問題。第四節(jié) 選點由于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單。2．觀測站附近不應有大面積的水域，或對電磁反射（或吸收）強烈的物體，以減弱多路徑效應的影響。4．觀測站應選在交通方便的地方，并且便于用其他測量手段聯(lián)測和擴展。l GPS網(wǎng)選點圖。2．小心打開儀器箱，取出基座，將其安放在腳架上，并在測點上對中、整平基座。2. 首先接收機進行自檢工作并搜尋GPS衛(wèi)星。第六節(jié) GPS數(shù)據(jù)處理6．1 GPS數(shù)據(jù)處理的特點GPS接收機采集的是接收天線至衛(wèi)星的距離和衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)，而不是常規(guī)技術所測的地面點間的相對關系（如邊長、角度、高差等）。l 處理過程復雜。l 處理的方法形式多。為此開發(fā)許多集成運行的GPS數(shù)據(jù)處理軟件包，其使用的方便性、可能性大大提高了作業(yè)生產(chǎn)效益，也促進了GPS定位技術的普及應用。 圖43 建立新建的項目文件，然后NGS200界面下用“增加觀測文件” 讀入所要處理的原始數(shù)據(jù)。 圖36在“網(wǎng)圖”狀態(tài)下將顯示基線處理的過程，正在處理的基線將從藍色的細線逐漸變粗解算不合格的基線將仍然為細線。 圖37 圖38 基線解算結束后，桌面上顯示如圖38，這里包含“基線名”、“方差比”、“中誤差”、“X增量”、“ Y增量”、“Z增量”、“距離”等項。首先對同步時段任一三邊同步環(huán)的坐標分量閉合差和全長相對閉合差按獨立環(huán)閉合差進行同步檢核。點擊“搜索最小獨立閉合環(huán)”，軟件將對所有的同步閉合環(huán)、異步閉合環(huán)、重復基線進行搜索。見圖310。當以上設置完成后，就可以進行“自由網(wǎng)平差”、“三維約束平差”、（見圖311） “二維約束平差” （見圖312）和“高程擬合” （見圖313）。這些誤差的細節(jié)及其影響參見表3—1。為了減弱和修正系統(tǒng)誤差對觀測量的影響，以便根據(jù)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因而采取不同的措施，其中包括：l 引入相應的未知參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中聯(lián)同其它未知參數(shù)一并解算；l 建立系統(tǒng)誤差模型，對觀測量加以修正；l 將不同觀測站對系統(tǒng)衛(wèi)星的同步觀測值求差，以減弱或消除系統(tǒng)誤差的影響；l 簡單地忽視某些系統(tǒng)誤差的影響。星歷誤差的大小主要取決于衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)的質量，如跟蹤站的數(shù)量及空間分布，觀測值的數(shù)量及格精度，軌道計算時所用的軌道模型及定軌軟件的完善程度等。GPS衛(wèi)星距地面的最大距離約為25000km，如果基線測量的允許誤差為1cm，則當基線長度不同時，允許的軌道誤差大致如表34所示，可見，在相對定位中隨著基線長度的增加，衛(wèi)星軌道誤差將成為影響定位精度的主要因素。系統(tǒng)誤差遠比隨機誤差大，但前者可以通過模型來加以改正。因此隨機誤差也就成為衡量鐘的重要標志。各個衛(wèi)星鐘的誤差預報也是看成是互相獨立的。與衛(wèi)星有關的誤差對偽距測量和載波相位測量造成的影響相同。為了減小電離層的影響，在GPS測量中通常采取以下措施：?利用雙頻觀測，由于電離層的影響是信號頻率的函數(shù)，所以利用不同頻率的電磁波信號進行觀測，便可能確定其影響的大小，以便對觀測量進行改正。2)對流層折射衛(wèi)星信號通過對對流層時傳播速度要發(fā)生變化，從而使測量結果產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。多路徑誤差對偽距測量的影響較載波相位測量的影響更為嚴重。與衛(wèi)星鐘一樣接收機鐘也有鐘誤差。同一臺接收機對多顆衛(wèi)星進行同步觀測時，接收機鐘差對各相應觀測值的影響是相同的，且各接收機的鐘差之間可視為相互獨立。因而，在測相偽距觀測值中，將存在整周待定值的影響。這種情況稱為整周變跳。第二節(jié) 消除、削弱誤差影響的措施上述各項誤差對測距的影響可達數(shù)十米，有時甚至可超過百米，比觀測噪聲大幾個數(shù)量級。在多數(shù)情況下則是同時采用兩種方法而建立的綜合模型。然而由于改正模型本身的誤差以及所獲取的改正模型中所需的各參數(shù)的誤差，仍會有一部分偏差殘留在觀測值中。仔細分析誤差對觀測值或平差結果的影響，安排適當?shù)挠^測綱要和數(shù)據(jù)處理方法（如同步觀測，相對定位等），利用誤差在觀測值之間的相關性或在定位結果之間的相關性，通過求差來消除或大幅度地削弱其影響的方法稱為求差法。利用相距不太遠的兩個測站上的同步觀測值進行相對定時，由于兩站至衛(wèi)星的幾何圖形十分相似，因而星歷誤差對兩站坐標的影響也很相似。有的誤差，如多路徑誤差，即不能采用求差的方法來解決也不無法距離改正模型，削弱它的唯一辦法是選用較好的天線，仔細選擇測站，遠離反射物和干擾源。參考文獻l 周忠謨：《GPS衛(wèi)星測量與應用》，測繪出版社，1997年第二版。后 記經(jīng)過近兩個月的時間，在即將完成這篇論文、離開美麗的校園的時候，我十分感謝四年來在我的生活、學習和工作中給了我知識、教會我做人的各位老師，在查閱資料、做實驗、撰寫論文的過程中，我深刻得體會到這些知識對我來說是多麼的重要，而自己也深深感到所學知識的有限，我想我在將來的學習、工作和生活中一定會堅持不懈的學習，不斷充實自己的頭腦，更加努力的工作，以此來報答各位老師的教導之恩。其殘余誤差（即星歷誤差對相對定位的影響）一般可用下列的經(jīng)驗公式估算：。同樣，一臺接收機對多顆衛(wèi)星進行同步觀測時，將觀測值在衛(wèi)星間求差即可消除接收機鐘誤差的影響。誤差模型的精度好壞不等。而各種對流層折射模型則大體上屬于綜合模型。消除或大幅度削弱這些誤差所造成的影響的主要方法有：這些誤差改正模型既可以是通過對誤差的特性、機制以及產(chǎn)生的原因進行研究分析，推導而建立起來的理論公式。4)天線的相位中心位置偏差在GPS測量中，無論是測碼偽距或測相偽距，觀測值都是一接收機天線的相位中心位置為準的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上應保持一致。當用戶接收機收到衛(wèi)星信號并進行實時跟蹤（鎖定）后，載波信號的整周數(shù)便可有接收機自動地計數(shù)。該項誤差對偽距測量和載波相位測量的影響也相同。該項誤差的大小主要取決于鐘的質量，和使用環(huán)境也有一定關系。載波相位測量中殘留在觀測值中的整周跳變（未被發(fā)現(xiàn)或錯誤地進行修復所造成的）以及整周未知數(shù)確定的不正確，都會使載波測量值中產(chǎn)生系統(tǒng)的誤差，它們通常也被歸入與傳播有關的誤差中。對流層折射對偽距測量和載波相位測量的影響相同。但是，這種的數(shù)學模型還在完善中。電離層折射的大小取決于外界條件（時間、太陽黑子數(shù)、地點等）和信號頻率。所以嚴格地說，將其歸入與衛(wèi)星有關的誤差不完全準確。SA技術實施后，衛(wèi)星鐘誤差中又引入了由于人為原因而造成的信號隨機抖動。經(jīng)過以上的鐘差模型改正，各衛(wèi)星之間的同步差可保持在20ns以內(nèi)，由此引起的等效距離偏差將不會超過6m。2)衛(wèi)星鐘的鐘誤差衛(wèi)星上雖然使用了高精度的原子鐘，但它們?nèi)圆豢杀苊獾嘏c理想的GPS時之間存在著難以避免的偏差，這些偏差總量在1ms以內(nèi)，由此引起的等效距離誤差可達300km。由于美國政府的S