【正文】 連續(xù)兩次經(jīng)過本地子午圈的時間間隔為一個平太陽日，含24個平太陽小時。以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的世界時系統(tǒng)已不能滿足要求。閏秒的時間定在6月30日末或12月31日末，由國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)組織（IERS）確定并事先公布?？紤]到電離層折射的影響，在一個臺站上接收世界各國的時號，其誤差將不會超過177。1987年n=23，GPS時比協(xié)調(diào)世界時快4秒，即GPST=UTC+4s，2005年12月，n=32，2006年1月，n=33，所以，2006年1月GPS時與協(xié)調(diào)世界時的關(guān)系是：GPST=UTC+14s。電離層影響可以利用雙頻觀測加以修正或利用電離層模型加以修正，還可以利用同步觀測值求差來減弱。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。GIS的應(yīng)用：地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。 導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用A、 軍事應(yīng)用GPS是作航空,航海,陸上,導(dǎo)彈的定位用的導(dǎo)航系統(tǒng). 在信息化時代，GPS已成為高技術(shù)戰(zhàn)爭的重要支持系統(tǒng)。在近幾場高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中，美軍使用精確制導(dǎo)導(dǎo)彈和炸彈的比例比海灣戰(zhàn)爭時增加了近100倍，而它們?nèi)炕虼蟛糠侄家揽縂PS制導(dǎo)。 B、 航空領(lǐng)域世界各地的飛行員利用GPS來提高飛行安全和效率。這節(jié)省了大量時間和金錢。其中第一個新信號是為一般的非安全或危急用途使用的。那些正在利用GPS的航空當(dāng)局已經(jīng)看到了和記錄了飛行空間用戶和服務(wù)提供者所節(jié)省的航行時間、工作量和運(yùn)行成本。在船只離港或進(jìn)港時，準(zhǔn)確的定位信息就更為關(guān)鍵。D、 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域全球定位系統(tǒng)（GPS）與地理信息系統(tǒng)（GIS）的結(jié)合使發(fā)展和應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以及從事因地制宜的耕種成為可能。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)就是及時地收集土壤－植株－動物需求的地理空間信息，因地制宜地加以處理，以提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量并保護(hù)環(huán)境。 　　GPS設(shè)備的制造廠家發(fā)展了一些工具，用來幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)在他們的精準(zhǔn)耕種活動中更加高產(chǎn)和高效。配備了GPS的空中噴灑機(jī)可以在耕地上空準(zhǔn)確地飛行，只在需要的區(qū)域噴灑化學(xué)藥劑，降低化學(xué)藥劑的飄散，減少使用的化學(xué)藥劑量，從而保護(hù)環(huán)境。 　　全球定位系統(tǒng)（GPS）的使用和精確性可以增加高速公路和街道上以及公共交通系統(tǒng)的車輛的安全和效率。 　　GPS的幫助使得許多新用途成為可能。這包括了休息站、維修和緊急服務(wù)及補(bǔ)給、入口和出口、路面的損壞等等。有人正在司機(jī)協(xié)助先進(jìn)系統(tǒng)的領(lǐng)域里進(jìn)行研究，包括道路偏離和換線碰撞避免系統(tǒng)。GPS有關(guān)這些特征的定位信息成為原始的數(shù)據(jù)被輸入到地理信息系統(tǒng)（GIS），GIS則匯集、儲存、處理和顯示這些地理參照的信息。 　　遙控的GPS系統(tǒng)可以由一個人放在背包里攜帶、安裝在汽車頂上或綁在一部越野車上面以迅速地完成精確的數(shù)據(jù)收集。1942年德國在V2火箭上首先應(yīng)用了慣性導(dǎo)航原理。按照慣性導(dǎo)航組合在飛行器上的安裝方式，分為平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(慣性導(dǎo)航組合安裝在慣性平臺的臺體上)和捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(慣性導(dǎo)航組合直接安裝在飛行器上)；后者省去平臺，所以結(jié)構(gòu)簡單、體積小、維護(hù)方便，但儀表工作條件不佳(影響精度)，計算工作量大。由于光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點，所以目前光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機(jī)械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。第六章 結(jié)論與展望 GPS已經(jīng)成為軍用,民用導(dǎo)航、定位的主要技術(shù)手段,也是對地觀測獲取地面空間基礎(chǔ)地理信息的重要技術(shù)手段之一,對它的發(fā)展現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢是廣大測繪工作者極其關(guān)注的熱點之一 。在此，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示崇高的敬意和誠摯的謝意。謹(jǐn)向所有幫助過我的老師們和同學(xué)們表示我最誠摯的感謝!參考文獻(xiàn)龔建偉, 熊光明編著 ，《Visual C++/Turbo C串口通信編程實踐》，電子工業(yè)出版社，胡伍生,高成發(fā) 主編 ，《GPS測量原理及其應(yīng)用》，人民交通出版社，2002年10月第一版王惠南編著,《GPS導(dǎo)航原理與應(yīng)用》, 科學(xué)出版社, 2003年8月第一版魏二虎 黃勁松編著，《GPS測量操作與數(shù)據(jù)處理》，武漢大學(xué)出版社，2004年6月第一版。致 謝在本科畢業(yè)設(shè)計期間得到了指導(dǎo)老師呂立亞老師的悉心指導(dǎo)和深切的關(guān)懷。從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實現(xiàn)干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實現(xiàn)干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。自從上個世紀(jì)七十年代以來，現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個全新的階段。計算機(jī)根據(jù)測得的加速度信號計算出飛行器的速度和位置數(shù)據(jù)。 GPS與其他定位技術(shù)的應(yīng)用a 慣性導(dǎo)航　通過測量飛行器的加速度(慣性)，并自動進(jìn)行積分運(yùn)算，獲得飛行器瞬時速度和瞬時位置數(shù)據(jù)的技術(shù)。而且，參照站之間的距離可以增加。GPS不受雨、風(fēng)和陽光不足的影響，它正在全世界迅速地被專業(yè)勘測員和地圖測繪人員采用。 　　GPS是未來智能運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)的一個基本元素。 今天，GPS被用來監(jiān)視車輛的位置、提出可行的有效策略使車輛準(zhǔn)點以及為乘客提供精確的到達(dá)時間。E、 陸地車輛導(dǎo)航據(jù)估計全世界每年由于高速公路、街道和交通系統(tǒng)堵塞延誤造成的生產(chǎn)力損失高達(dá)幾千億美元。蟲災(zāi)地區(qū)能夠被確認(rèn)并畫出圖來以便將來做管理決定和建議時用。通過GPS、GIS和遙控傳感可以收集到改良土地和水的利用所需的信息。如今，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)使精確地施用殺蟲劑、除草劑、肥料、并更好的控制這些化學(xué)劑的噴灑成為可能，從而降低了成本、提高了產(chǎn)量、并創(chuàng)造了更加環(huán)保的農(nóng)場。通過對集裝箱從進(jìn)港到離港的跟蹤，GPS促進(jìn)了集裝箱提取、轉(zhuǎn)移及定位的自動化過程。 無論是在大洋上或是在擁擠的港灣、水道中，知道自己船只的位置對船員導(dǎo)航非常重要。這將增強(qiáng)整個系統(tǒng)，包括提高準(zhǔn)確性、可用性和整合性，并且在對地面設(shè)施少量投資或沒有投資的情況下得到準(zhǔn)確降落的功能。正在進(jìn)行的民用現(xiàn)代化過程中的一個主要組成部分是增加了兩個新信號。在飛行區(qū)域內(nèi)沒有適當(dāng)?shù)牡孛鎸?dǎo)航幫助或監(jiān)控設(shè)備時更是如此。軍用數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)授時。 精確制導(dǎo)和打擊效果評估。這些數(shù)據(jù)的互通，可以將地球作為一個整體來理解，就好像把地球放在實驗室離進(jìn)行觀察、測繪和研究一樣。 軟件主要包括以下幾類：操作系統(tǒng)軟件 、數(shù)據(jù)庫管理軟件 、系統(tǒng)開發(fā)軟件 、GIS 軟件，等等。　 GPS與電子地圖的應(yīng)用 電子地圖（GIS）GIS即地理信息系統(tǒng)，經(jīng)過了40年的發(fā)展，到今天已經(jīng)逐漸成為一門相當(dāng)成熟的技術(shù)，并且得到了極廣泛的應(yīng)用。 GPS導(dǎo)航定位的誤差分析GPS定位中出現(xiàn)的各種誤差從誤差來源講，主要可以分為如下3類：（1）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差；主要包括衛(wèi)星星歷誤差和星鐘誤差，這些誤差由GPS衛(wèi)星引起，衛(wèi)星星歷誤差一般采用同步觀測求差法或軌道改進(jìn)法來進(jìn)行削弱，而星鐘誤差一般通過對觀測量的差分技術(shù)來進(jìn)行消除。GPS時與國際原子時的關(guān)系為：IATGPST=19(s) （530）GPS時與協(xié)調(diào)世界時的關(guān)系為：GPST=UTC+1162。目前，幾乎所有國家時號的播發(fā)，均以UTC為基準(zhǔn)。協(xié)調(diào)世界時秒長等于原子時秒長，采用閏秒的辦法使協(xié)調(diào)世界時的時刻與世界時接近。世界時UT2雖經(jīng)過以上兩項改正，但仍含有地球自轉(zhuǎn)速度逐年減緩和不規(guī)則變化的影響，所以世界時UT2仍是一個不均勻的時間系統(tǒng)。以真太陽周年視運(yùn)動的平均速度確定一個假想的太陽，且其在天球赤道上做周年視運(yùn)動。春分點連續(xù)兩次經(jīng)過本地子午線的時間間隔為一恒星日，含24個恒星小時。其次，GPS測量是通過接收和處理GPS衛(wèi)星發(fā)射的電磁波信號來確定星站距離進(jìn)而求得測站坐標(biāo)的。載波信號的波長很短，L1載波信號長為19cm 。 三維空間中一顆衛(wèi)星定位 三維空間中兩顆衛(wèi)星的定位 三維空間中三顆衛(wèi)星定位我們必定在以R1為半徑的球面的某個點上，2個球面相交成一個圓弧點位被限 制在一曲線上，3個球面相交成一個點3個距離段可以確定緯度，經(jīng)度，和高程點的 空間位置被確定。當(dāng)天空只有一個衛(wèi)星的時候，與衛(wèi)星距離相等的距離的點是一個圓，基本不能定位。任何高端技術(shù)出現(xiàn)首先應(yīng)用于軍事，然后逐漸普及至普通民眾，而我們研究的目的則是要將原本復(fù)雜的代碼轉(zhuǎn)換成簡單易懂的圖文形式來告訴大家，讓普通的民眾能夠看懂GPS的數(shù)據(jù)。前置放大器可將極微弱的GPS信號電流予以放大。C、用戶設(shè)備部分B、地面監(jiān)控部分GPS衛(wèi)星軌道平均高度約為20200km，衛(wèi)星運(yùn)行周期為11小時58分，因此，地球上同一地點的GPS接收機(jī)的上空，每天出現(xiàn)的GPS衛(wèi)星分布圖形相同，只是每天提前約4分鐘。這一工程項目是美國政府繼阿波羅登月計劃和航天計劃之后的第三項龐大空間項目。第二階段為系統(tǒng)的研制與試驗階段，從1979年到1984年，有陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗衛(wèi)星。1958年底，美國海軍武器實驗室著手研制為美國軍用艦艇導(dǎo)航服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“navy navigation satellite system”,即”海軍衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“（NNSS）。現(xiàn)在，GPS已經(jīng)滿足20世紀(jì)60年代提出的最佳定位系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。這些導(dǎo)航裝置稱為無線電導(dǎo)航裝置。s Compass system. Key words: global positioning system, GPS, highprecision目錄摘 要 1 Abstract 2 第1章 緒論 4 4 GPS定位系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的歷史 4 GPS系統(tǒng)的組成 5 GPS定位系統(tǒng)研究的目的與意義 8 第2章 GPS測量原理 10 GPS系統(tǒng)的工作原理 10 10 測時鐘方法 13 GPS導(dǎo)航定位的誤差分析 16 GPS與電子地圖的應(yīng)用 17 電子地圖（GIS） 17 導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用 18 GPS與其他定位技