【正文】 一般為區(qū)域或國家框架網(wǎng)、區(qū)域動(dòng)力學(xué)網(wǎng) – B級(jí)網(wǎng)為國家大地控制網(wǎng)或地方框架網(wǎng) – C級(jí)網(wǎng)為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng) – D級(jí)網(wǎng)為工程控制網(wǎng) – E級(jí)網(wǎng)為測圖網(wǎng)。實(shí)際被截為 7天一個(gè)周期，共 38段，每一段賦予不同的衛(wèi)星，衛(wèi)星的 PRN號(hào)也由此得到。 ? GPS衛(wèi)星的類型： – Block Ⅰ （ 實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星） – Block Ⅱ （ 正式工作衛(wèi)星） – Block Ⅱ A（ 正式工作衛(wèi)星） – Block Ⅱ R（ 正式工作衛(wèi)星） – Block Ⅱ F（ 正式工作衛(wèi)星） 一、 GPS的空間部分（續(xù)） ? GPS衛(wèi)星的組成： – 原子鐘 – 無線電發(fā)射器 – 計(jì)算機(jī) 一、 GPS的空間部分（續(xù)） Block Ⅰ 衛(wèi)星 一、 GPS的空間部分（續(xù)） Block Ⅱ 衛(wèi)星 一、 GPS的空間部分（續(xù)） Block Ⅱ R衛(wèi)星 一、 GPS的空間部分（續(xù)） ? GPS星座 – 設(shè)計(jì)星座： 21+3 ? 21顆正式的工作衛(wèi)星 +3顆活動(dòng)的備用衛(wèi)星 ? 6個(gè)軌道面，平均軌道高度 20200km，軌道傾角55 ?，周期 11h 58min（ 顧及地球自轉(zhuǎn)，地球 衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前 4min重復(fù)一次） ? 保證在 15?高度角以上，能夠同時(shí)觀測到 4至 8顆衛(wèi)星 – 當(dāng)前星座： 26顆 一、 GPS的空間部分（續(xù)） GPS衛(wèi)星星座（ ?=35 ? ， ?=90?） 一、 GPS的空間部分（續(xù)） ? 作用 – 發(fā)送導(dǎo)航定位信息 – 其他特殊用途（如通訊、檢測核暴等） 二、 GPS的控制部分 ? 組成：主控站、注入站和監(jiān)測站。 ? 提供站坐標(biāo)及速度場信息 一、位置基準(zhǔn)（續(xù)） ? GPS應(yīng)用中所采用的位置基準(zhǔn)（續(xù)） – WGS84與 ITRF的關(guān)系 ? WGS84地面站坐標(biāo)精度為 1m到 2m的精度， ITRF則為厘米級(jí)精度 ? 引力常數(shù)不同 一、位置基準(zhǔn)（續(xù)） ? GPS應(yīng)用中所采用的位置基準(zhǔn)（續(xù)） – WGS84與 ITRF的關(guān)系（續(xù)） ? 轉(zhuǎn)換關(guān)系 I T R FW GS RXcX ???? 84二、時(shí)間基準(zhǔn)（系統(tǒng)） ? 時(shí)間的起點(diǎn)和時(shí)間的長度 ? 時(shí)間系統(tǒng) – 太陽時(shí)與恒星時(shí) – 力學(xué)時(shí) – 原子時(shí) ? GPS時(shí) – 為原子時(shí) – 1980年 1月 6日 0時(shí)與 UTC一致 – GPS時(shí)用 GPS周 +一周內(nèi)的秒數(shù)來表示 三、 GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu) 1. GPS信號(hào)的組成 用于導(dǎo)航定位的 GPS信號(hào)由三部分組成： ? 載波（ L1和 L2） ? 導(dǎo)航電文 ? 測距碼（ C/A碼和 P(Y)碼 ） 2. 載波 ? 兩種頻率的正弦波 ? L1： ? L2： cm19M H z , 5 7 51 ?? ?fcm24M H z , 2 2 71 ?? ?f3. 導(dǎo)航電文 ? 方波 ? 碼速： 50bps ? 內(nèi)容： – 廣播星歷（導(dǎo)航信息） – 衛(wèi)星鐘改正 – 歷書（概略星歷） – 電離層信息 – 衛(wèi)星健康狀況 4. 測距碼 ? 方波 ? 偽隨機(jī)噪聲碼 ? 兩種測距碼： – C/A碼 粗碼 ? 碼速： ? 碼元長度： 300m – P(Y)碼 精碼 ? 碼速： ? 碼元長度： 30m 4. 測距碼（續(xù)） ? 測距碼的調(diào)制 5. GPS信號(hào)的構(gòu)成示意圖 美國降低普通用戶導(dǎo)航定位精度的措施 ? SA Selective Availability（選擇可用性） – ?技術(shù)：軌道信息加繞（長周期，慢變化） – ?技術(shù)：衛(wèi)星鐘抖動(dòng)（高頻，短周期，快變化） ? AS AntiSpoofing（ 反欺騙） – P碼加密，成為 Y碼 第四節(jié) GPS的工作原理 一、本質(zhì) ? 距離后方交會(huì) 二、工作流程 三、距離測定方法 ? 利用測距碼測距（偽距測量） ? 利用載波測距（載波相位測量） 第五節(jié) 偽距測量與載波相位測量 ? 偽距的測定 測定偽距的示意圖 一、偽距測量 ? 測距碼 ? 偽距的測定 1. 測距碼 ? 偽隨機(jī)噪聲碼（ PRN） – 模二和 – 二進(jìn)制信號(hào) ? 碼元、時(shí)間周期（ TP）與長度周期（ LP） ? 運(yùn)算規(guī)則： – 相關(guān)系數(shù) – 隨機(jī)噪聲的自相關(guān)性 ? ?? T dttxtxT 0 21 )()(1)( ?????????????? 的整數(shù)倍外的任何數(shù)和序列的周期的長度為除，是序列的周期為整數(shù)，當(dāng)LPjjLPTPiTPi011)(0?????不同碼元的個(gè)數(shù)相同碼元的個(gè)數(shù)不同碼元的個(gè)數(shù)相同碼元的個(gè)數(shù)???)(??110,000,101,011 ????????1)1(1,111,11)1(,1)1()1( ??????????????1. 測距碼（續(xù)） ? 偽隨機(jī)噪聲碼（續(xù)） – 偽隨機(jī)噪聲碼 ? 可復(fù)制性 ? 生成方式 ? GPS的測距碼 – C/A碼：碼速 , TP=1ms, LP=1023, 碼元長度 – P碼： 187。 ?????五、多路徑效應(yīng) ? 什么是多路徑效應(yīng) 五、多路徑效應(yīng)（續(xù)） ? 多路徑效應(yīng)與以下一些因素有關(guān) – 衛(wèi)星、接收機(jī)、信號(hào)反射體三者間的相對(duì)位置關(guān)系 – 反射信號(hào)的強(qiáng)度（信號(hào)反射體的反射率） – 接收機(jī)處理信號(hào)的方法 ? 應(yīng)對(duì)方法 – 選擇測站 ? 避開易發(fā)生多路徑的環(huán)境，如建構(gòu)筑物、山坡、成片水域等。 第四節(jié) 基線解算（續(xù)） ? 特點(diǎn)：單基線解算的算法簡單 ， 但由于其解算結(jié)果無法反映同步基線間的誤差相關(guān)的特性 ， 不利于后面的網(wǎng)平差處理 ， 一般只用在普通等級(jí) GPS網(wǎng)的測設(shè)中 。 ? 實(shí)質(zhì)：數(shù)據(jù)刪除率從某一方面反映出了 GPS原始觀測值的質(zhì)量 。 ? 限值： ?5 nW X ? ， ?5 nW Y ? ， ?5 nW Z ??53 nW ?同第四節(jié) 基線解算（續(xù)） – 異步環(huán)閉合差 ? 定義：由獨(dú)立基線所組成的閉合環(huán)稱為異步閉合環(huán) ， 簡稱異步環(huán)異步環(huán)的閉合差稱為異步環(huán)閉合差 。 ? 在觀測時(shí)段內(nèi) ， 多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重 ， 觀測值的改正數(shù)普遍較大 ? 對(duì)流層折射或電離層折射影響太大 第四節(jié) 基線解算（續(xù)） – 判別及應(yīng)對(duì)方法： ? 判別：通過衛(wèi)星的可見性圖和殘差圖來判別 。大地高也稱為橢球高 ， 大地高一般用符號(hào) H表示 。 第一節(jié) 高程系統(tǒng)（續(xù)） 大地水準(zhǔn)面參考橢球面似大地水準(zhǔn)面地球表面HgHhgH??gg hHH ?? ?? ?? HH第一節(jié) GPS水準(zhǔn) ? 方法 – 等值線圖法 – 大地水準(zhǔn)面模型法 – 擬合法 。 ? 無約束平差的作用 – 評(píng)定 GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度 ， 發(fā)現(xiàn)和剔除GPS觀測值中可能存在的粗差 – 得到 GPS網(wǎng)中各個(gè)點(diǎn)在 WGS84系下經(jīng)過了平差處理的三維空間直角坐標(biāo) – 為將來可能進(jìn)行的高程擬合 ， 提供經(jīng)過了平差處理的大地高數(shù)據(jù) 第四節(jié) 網(wǎng)平差（續(xù)） ? 平差結(jié)果的質(zhì)量評(píng)定 – 指標(biāo)：相鄰點(diǎn)距離中誤差 第三部分 GPS測高 第一節(jié) 高程系統(tǒng) ? 大地高系統(tǒng) – 大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng) 。 ? 少數(shù)衛(wèi)星的觀測時(shí)間太短 ， 導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周未知數(shù)無法準(zhǔn)確確定 。 )(Qtr21))(( QtrR D O P ?第四節(jié) 基線解算（續(xù)） – 同步環(huán)閉合差 ? 定義：同步環(huán)閉合差是由同步觀測基線所組成的閉合環(huán)的閉合差 。 第四節(jié) 基線解算（續(xù)） – 數(shù)據(jù)刪除率 ? 定義：在基線解算時(shí) ， 如果觀測值的改正數(shù)大于某一個(gè)閾值時(shí) ， 則認(rèn)為該觀測值含有粗差 ， 則需要將其刪除 。 這也是說 ， 凡是構(gòu)成了閉和環(huán)的同步基線是函數(shù)相關(guān)的 ， 同步觀測所獲得的獨(dú)立基線雖然不具有函數(shù)相關(guān)的特性 ， 但它們卻是誤差相關(guān)的 ， 實(shí)際上所