gps測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)-全文預(yù)覽
【正文】 無線電資源造成了很大的浪費(fèi)。這項(xiàng)技術(shù)由基準(zhǔn)站、移動(dòng)站和數(shù)據(jù)鏈組成，由數(shù)據(jù)鏈來傳送差分所需要的偽距修正值。 DGPS 系統(tǒng)方案 DGPS 精確定位系統(tǒng) GPS 和 DGPS 全球定位系統(tǒng)（ GPS）自從建立以來，已得到非常廣泛的應(yīng) 用。這樣偽衛(wèi)星干擾 GPS信號(hào)不超過 10%的時(shí)間，此時(shí)使接收機(jī)的 GPS平均信號(hào)功率損耗不大于 1dB。例如，對(duì)于建議采用的 10%占空率的 TDM 信號(hào)格式而言，由非參與接收機(jī)所承擔(dān)的最大信噪比損耗約為 1dB。于是在接收機(jī)中改善濾波器和內(nèi)部校準(zhǔn)技術(shù)，增加了接收機(jī)的成本。下表示出了干擾衰減與頻率分離的關(guān)系。如果要應(yīng)用偽隨機(jī)碼來分離這 60dB,則必須使此碼率比 C/A 碼率提高若干倍 ,以降低偽衛(wèi)星信號(hào)對(duì)可接收值的噪聲電平 .根據(jù)不同的假定和試驗(yàn) ,此碼率必須達(dá)到 25～ 50MHZ,并具有類似的帶寬 . 但是 ,現(xiàn)在 GPS 的 帶寬是 30MHZ,所以現(xiàn)有的 GPS接收機(jī)是無法達(dá)到的。即在最大范圍內(nèi)能提供足夠強(qiáng)的偽衛(wèi)星信號(hào)，又能在距偽衛(wèi)星很近時(shí)不干擾 GPS 衛(wèi)星信號(hào)。對(duì)于從任何航線進(jìn)場(chǎng)的飛機(jī)都能把位置計(jì)算并顯示出來，這對(duì)于復(fù)雜地形非常有用，因?yàn)樗试S在任何需要的時(shí)候都可以改變進(jìn)場(chǎng)航線，而不影響地面設(shè)備的安裝和運(yùn)行。對(duì)用戶來說，沒有增加更多的負(fù)擔(dān)。 2. 由于偽衛(wèi)星信號(hào)處相在 GPS 時(shí)間中是被精確確定的，所以用戶設(shè)備能從偽衛(wèi)星獲得一個(gè)附加的偽距測(cè)量，這樣就增大了衛(wèi)星覆蓋面積，改善了導(dǎo)航幾何配置。因?yàn)閭涡l(wèi)星是精確地在 GPS L1頻率 ，所以 GPS 用戶設(shè)備可以同時(shí)接收GPS 信號(hào)和偽衛(wèi)星信號(hào)。因此偽衛(wèi)星電文格式也和其他差分 GPS 的電文格式一樣。但是，將來 BLOCK 1 型試驗(yàn)衛(wèi)星壽命終結(jié)， GPS 衛(wèi)星保持著 21+3 的 配置方案運(yùn)行。 18 顆衛(wèi)星的配置方案使這一缺陷更加突出。這樣，采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備就能使監(jiān)測(cè)站附近幾百公里范圍內(nèi)的定位精度提高到 5m。它的優(yōu)點(diǎn)是通信設(shè)備低廉，集成度高。但長波通信設(shè)備比較復(fù)雜昂貴，在中國只有級(jí)個(gè)別臺(tái)站具有這一功能。 長期性的差分 GPS 服務(wù)，如在國外已實(shí)際建成的 LADGPS系統(tǒng)，往往采用城市的調(diào)頻（ FM）電臺(tái)，它的頻率一般在 80～ 108MHZ，利用調(diào)頻信號(hào)基帶中的副載波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即不影響調(diào)頻臺(tái)的主頻道的正常播音，又充分利用了調(diào)頻信號(hào)基帶中的副載波資源。 差分 GPS 的數(shù)據(jù)通信類型 若按傳輸差分信息的覆蓋范圍來區(qū)分，大體可以分為三類，即近程（小于 100km）、中程（ 30～ 800km）和遠(yuǎn)程（大于 800km）；按播發(fā)站的位置來分，可分為空（星）基和陸基。其中包括低頻（ LF）和中頻（ MF）。 為了更有效地選擇發(fā)射頻率，在下表中列出已經(jīng)建立的各種無線電定位和導(dǎo)航系統(tǒng)的主要參數(shù)。 調(diào)制解調(diào)器（ MODEM）是將改正數(shù)進(jìn)行編碼和調(diào)制，然后輸入到電臺(tái)上發(fā)射出去。所不同的是，發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不一樣，其差分定位精度也不同。利用差分技術(shù)，第一部分誤差完全可以消除，第二部分誤差大部分可以消除，其主要取決于基準(zhǔn)接收機(jī)和用戶接收機(jī)的距離，第三部分誤差則無法消除。 GPS定位是利用一組衛(wèi)星的偽距、星歷、衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間等觀測(cè)量來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)還必須知道用戶鐘差。它使用一臺(tái) GPS 基準(zhǔn)接收機(jī)和一臺(tái)用戶接收機(jī) ，利用實(shí)時(shí)或事后處理技術(shù)，就可以使用戶測(cè)量時(shí)消去公共的誤差源 — 電離層和對(duì)流層效應(yīng)。 GPS是一種高精度衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。 差分 GPS 定位技術(shù)及發(fā)展 差分技術(shù)很早就被人們所應(yīng)用。 RTK 定位技術(shù)可廣泛用于： 1．各種控制測(cè)量 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 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。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。在 RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。 RTK 技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)， RTK 定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)（偽距觀測(cè)值，相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求 9600的波特率，這在無線電上不難實(shí)現(xiàn)。 3．放樣 工程放樣是測(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 23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)放樣中遇到困難的情況會(huì)借助于很多方法才能放樣，如果采用 RTK技術(shù)放樣時(shí)，僅需把設(shè)計(jì)
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