【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)量包含一個(gè)整周未知數(shù)N0,站星距離即為ρ=λ(N0+Fr(φ))。j接收機(jī)跟蹤住衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行首次測(cè)量之后,進(jìn)行的各次載波相位測(cè)量量測(cè)值不僅包含了不足一周的部分Fr(φ),而且還還包含了整周數(shù)int(φ)。整周數(shù)int(φ)可由一個(gè)計(jì)數(shù)器連續(xù)計(jì)數(shù)而成,從上面論述而知,如果接收機(jī)連續(xù)跟蹤衛(wèi)星信號(hào),各次載波相位測(cè)量的整周未知數(shù)N0是相同的,只需在觀測(cè)方程中將其視為未知數(shù)即可。但在實(shí)際觀測(cè)中,由于某種原因常使接收衛(wèi)星信號(hào)暫時(shí)中斷,此時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)不連續(xù),此種現(xiàn)象稱為整周跳變。整周跳變是載波相位測(cè)量數(shù)據(jù)處理中的的關(guān)鍵問(wèn)題。載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程為:φ=f/c(ρ(TbΔt)+ρvTbδρion δρtrop) +fVTbfVTa N0 式中:φ為載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值。f為載波頻率。ρ(TbΔt)為T(mén)a時(shí)刻衛(wèi)星至Tb時(shí)刻接收機(jī)天線的相位中心的幾何距離,包含測(cè)站坐標(biāo)未知數(shù)X、Y、Z。ρvTb為星站距離改正數(shù)。δρion為電離層折射改正數(shù)。δρtrop為對(duì)流層折射改正數(shù)。fVTb為接收機(jī)鐘差相位改正數(shù)。fVTa為衛(wèi)星鐘鐘差相位改正數(shù)。N0為整周未知數(shù)。載波相位測(cè)量同偽距測(cè)量一樣,信號(hào)在大氣中傳播受敵電離層及對(duì)流層的影響。 GPS測(cè)量按定位方式分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定接收機(jī)位置的方式,它只能采用偽距觀測(cè)量。由于單點(diǎn)定位受衛(wèi)星星歷誤差及信號(hào)傳播過(guò)程中大氣誤差的影響比較顯著,定位精度比較低。相對(duì)定位是根據(jù)兩臺(tái)以上接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置的方法。它既可采用偽距觀測(cè)量也可采用載波相位觀測(cè)量。由于對(duì)各同步測(cè)站來(lái)講,衛(wèi)星鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、大氣傳播誤差等大體相同,在相對(duì)定位中可以減弱或消除這些誤差的影響,從而獲取較高的定位精度。相對(duì)定位廣泛用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、地殼形變監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。為了更好的提高精度,GPS數(shù)據(jù)中引入了差分的概念。所謂差分即在觀測(cè)方程間做差,通過(guò)做差消除一些相同的誤差影響,差分可在接收機(jī)間求差、衛(wèi)星間求差、歷元間求差。差分計(jì)算可提高相對(duì)定位的精度,但并不同提高絕對(duì)定位的精度。3 GPS在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用 GPS在道路工程中的應(yīng)用在道路工程建設(shè)中，GPS目前主要是用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測(cè)定航測(cè)外控點(diǎn)等。隨著高等級(jí)公路的快速發(fā)展，對(duì)勘測(cè)技術(shù)也提出了更高的要求。由于公路線路長(zhǎng)，已知點(diǎn)少，用常規(guī)測(cè)量手段不僅布網(wǎng)困難，而且難以滿足高精度的要求。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已逐步采用GPS技術(shù)建立線路首級(jí)高精度控制網(wǎng)，如滬杭、滬寧高速公路的上海段就是利用GPS建立了首級(jí)控制網(wǎng)，然后用常規(guī)方法布設(shè)導(dǎo)線加密。實(shí)踐證明，在幾十公里范圍內(nèi)的點(diǎn)位誤差只有2cm左右，達(dá)到了常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)的精度，同時(shí)還大大提前了工期。又如浙江省測(cè)繪局利用Wild 200 GPS接收機(jī)的快速靜態(tài)定位功能測(cè)定線路的全部初測(cè)導(dǎo)線，快速、高精度地建立了數(shù)百公里的高速公路控制網(wǎng)，取得了良好的效果。GPS技術(shù)也同樣能有效應(yīng)用于特大橋梁的控制測(cè)量中。由于無(wú)需通視，能構(gòu)成較強(qiáng)的網(wǎng)形，提高了點(diǎn)位精度，同時(shí)對(duì)檢測(cè)常規(guī)測(cè)量的支點(diǎn)也十分有效。如在江陰長(zhǎng)江大橋的建設(shè)中，首先用常規(guī)方法建立了高精度邊角網(wǎng)，然后利用GPS對(duì)該網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)，GPS檢測(cè)網(wǎng)達(dá)到了毫米級(jí)的精度，與常規(guī)精度網(wǎng)的比較符合較好。GPS技術(shù)在隧道測(cè)量中也具有廣泛的應(yīng)用前景，GPS測(cè)量無(wú)需通視，減少了常規(guī)方法的許多中間環(huán)節(jié)，因此，精度高、速度快，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。差分動(dòng)態(tài)GPS在道路勘測(cè)方面主要應(yīng)用于數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣、控制點(diǎn)的加密、縱斷面測(cè)量以及無(wú)需外控點(diǎn)的機(jī)載GPS航測(cè)等方面。1994年6月曾在同濟(jì)大學(xué)試驗(yàn)了KART實(shí)時(shí)相位差分衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在1km范圍內(nèi)達(dá)到了好于2cm的精度，因此能夠有效用于線路控制網(wǎng)的加密。GPS測(cè)量包含有三維信息，可用于數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣、縱斷面測(cè)量等。在中線平面位置放樣的同時(shí)，可獲得縱斷面，而在中線放樣中需要實(shí)時(shí)把基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)鏈傳到移動(dòng)站，從而提供移動(dòng)站的實(shí)時(shí)位置。由于GPS儀器不象經(jīng)緯儀那樣能夠指示方向，因此需與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)相結(jié)合，從而才能在計(jì)算機(jī)屏幕上看到目前位置與設(shè)計(jì)坐標(biāo)的差異。機(jī)載動(dòng)態(tài)差分GPS應(yīng)用于航測(cè)方面，在德國(guó)和加拿大已取得了成功，用載波相位差分測(cè)出每個(gè)攝影中心的三維坐標(biāo)，而不再需要外控點(diǎn)測(cè)量，取得了較好的效果。 GPS在汽車導(dǎo)航和交通管理中的應(yīng)用三維導(dǎo)航是GPS的首要功能，飛機(jī)、汽車、船舶以及步行者都可利用GPS導(dǎo)航接收器進(jìn)行導(dǎo)航。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型技術(shù)。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、微處理器、車速傳感器、陀螺傳感器、CD—ROM驅(qū)動(dòng)器、LCD顯示器等組成。S衛(wèi)星信號(hào)（三顆以上），求出該點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)、速度、時(shí)間等信息。為了提高汽車導(dǎo)航定位精度，通常采用差分GPS技術(shù)。當(dāng)汽車行駛到高速公路、地下隧道、高層樓群等遮掩物而搜索不到GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)導(dǎo)入自律導(dǎo)航系統(tǒng)，這時(shí)由車速傳感器檢測(cè)出汽車的行進(jìn)速度，通過(guò)微處理單元的數(shù)據(jù)處理，從速度和時(shí)間中直接計(jì)算出行進(jìn)的距離，陀螺傳感器直接檢測(cè)出前進(jìn)的方向，陀螺儀還可自動(dòng)存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，即使在因更換輪胎等原因暫時(shí)停車時(shí)，系統(tǒng)也能夠重新設(shè)定。由GPS衛(wèi)星導(dǎo)航和自律導(dǎo)航所測(cè)到的汽車位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)、行進(jìn)的方向都會(huì)與實(shí)際行駛的路線軌跡存在一定誤差，為了修正這兩者的誤差，與地圖上的路線統(tǒng)一，需要采用地圖匹配技術(shù)，加一個(gè)地圖匹配電路，對(duì)汽車行駛的路線和電子地圖上道路誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)相關(guān)匹配，自動(dòng)修正，這時(shí)地圖匹配電路是通過(guò)微處理單元的整理程序進(jìn)行快速處理，得到汽車在電子地圖上的準(zhǔn)確位置，以指示出準(zhǔn)確行駛路線。CDROM用于存儲(chǔ)道路數(shù)據(jù)等信息，LCD顯示器用于顯示導(dǎo)航的相關(guān)信息。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤與交通管理等諸多功能，這些功能主要有以下幾個(gè)方面。（1）車輛跟蹤：通過(guò)車載GPS接收