【正文】 因此 1954 年北京坐標(biāo)系可以認(rèn)為是前蘇聯(lián) 1942 年坐標(biāo)系的延伸。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 WGS— 84 于 1985 年開始使用， 1986 年生產(chǎn)出第一批相對(duì)于地心坐標(biāo)系的地圖、航測(cè)圖和大地成果。對(duì)應(yīng)于 WGS84大地坐標(biāo)系有一 WGS84橢球。一等以上 GPS網(wǎng)中至少包含三個(gè)閉合環(huán)且彼此線性無關(guān)；二、三、四等也應(yīng)有兩個(gè)以上的閉合環(huán)；五等 網(wǎng)也至少有一個(gè)閉合環(huán)。 (4)后勤 面的因素：動(dòng)用接收機(jī)臺(tái)數(shù)及其來源和使用期間；測(cè)區(qū)內(nèi)各時(shí)段，機(jī)組的調(diào)度；其他外業(yè)裝備，主要是效能工具和通訊設(shè)備。 在實(shí)際工作中，如果使用同一類型的天線，在相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站上，同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星，那么便可通過觀測(cè)值求差，以削弱相位中心偏移的影響。從衛(wèi)星信號(hào)失鎖到信號(hào)重新鎖定，對(duì)載波相位非整周的小數(shù)部分并無影響，仍和失鎖前保持一致，但整周數(shù)卻發(fā)生中斷而不再連續(xù)，所以周跳對(duì)觀測(cè)的影響與整周未知數(shù)的影響相似，在精密定位的數(shù)據(jù)處理中，整周未知數(shù)和周跳都是關(guān)鍵性的問題。 接收機(jī)的鐘差 盡管 GPS 接收機(jī) 中 有高精度的石英鐘，其日頻率穩(wěn)定度可以達(dá)到 10 的 11 方，但對(duì)載波相位觀測(cè)的影響仍是不可忽視的。 觀測(cè)誤差 觀測(cè)誤差包括觀測(cè)的分辨誤差及接收機(jī)天線相對(duì)于測(cè)站點(diǎn)的安置誤差等。 目前減弱多路徑效應(yīng)影響的措施有： 安置接收機(jī)天線的環(huán)境，應(yīng)避開較強(qiáng)的反射面，如水面 、 平坦光滑的地面 以及平整的建筑物表面等。 多路徑效應(yīng)影響 多路徑效應(yīng)亦稱多路徑誤差，是指接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外，還可能收到經(jīng)天線周圍地物一次或多次反射的衛(wèi)星信號(hào)，信號(hào)疊加將 會(huì)引起測(cè)量參考點(diǎn)（相位中心點(diǎn) )位置的變化，從而便觀測(cè)量產(chǎn)生誤差，而且這種誤差隨天線周圍反射面的性質(zhì)而異，難以控制。對(duì)于干分量的影響，可通過地面的大氣資料計(jì)算；濕分量目前尚無法準(zhǔn)確測(cè)定。 利用同步觀測(cè)值求差 這一方法是利用兩臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)，對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)的求差，以減弱電離層折射的 影響，尤其當(dāng)觀測(cè)站間的距離較近時(shí)（ 20km)，由于衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)各觀測(cè)站的路徑相近，所經(jīng)過的介質(zhì)狀況相似，因此通過各觀測(cè)站對(duì)相同衛(wèi)星信號(hào)的同步觀測(cè)值求差，便可顯著的減弱電離層折射影響，其殘差將不會(huì)超過 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 。因此，具有雙頻的 GPS 接收機(jī)，在精密定位中測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。 電離層折射的影響 GPS衛(wèi)星信號(hào)的其它電磁波信號(hào)一樣，當(dāng)其通過電離層時(shí)，將受到這一介質(zhì)彌散特性的影響，便其信號(hào)的傳播路徑發(fā)生變化。以減弱衛(wèi)星軌道誤差的影響。測(cè)量的基線長度越長，此項(xiàng)誤差的影響就越大。經(jīng)鐘差改正后，各衛(wèi)星之間的同步差，即可保持在 20ns 以內(nèi)。在 GPS定位中，無論是碼相位觀測(cè)或是載波相位觀測(cè)，均要求衛(wèi)星鐘與接收機(jī)時(shí)鐘保持嚴(yán)格的同步。采用差分定位，可完全消除第一部分誤差，可大部分消除第二部分誤差（視基準(zhǔn)站至用戶的距離 ）。 該部分所講述的差分 GPS定 位技術(shù)是將一臺(tái)接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測(cè)。采用前者，用戶可同時(shí)提取測(cè)距信號(hào)和衛(wèi)星電文，但用戶必須知道測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)；采用后者，用戶無須掌握測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)，但只能獲取載波信號(hào)而無法獲得測(cè)距碼和衛(wèi)星電文 差分 GPS 定位 差分技術(shù)很早就被人們所應(yīng)用。目前的大地型接收機(jī)的載波相位測(cè)量精 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 度一般為 1～ 2mm，有的精度更高。 載波相位測(cè)量定位 利用測(cè)距碼進(jìn)行偽距測(cè)量是 GPS 定位系統(tǒng)的基本測(cè)距方法。用 C/A 碼進(jìn)行測(cè)量的偽距為 C/A碼偽距。實(shí)際應(yīng)用中，為了減弱衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差以及電離層和對(duì)流層的折射誤差的影響，常采用載波相位觀測(cè)值的各種線形組合（即差分值）作為觀測(cè)值，獲得兩點(diǎn)之間高精度的 GPS 基線向量（即坐標(biāo)差）。靜態(tài)定位指的是對(duì)于固定不動(dòng)的待定點(diǎn)，將 GPS 接收機(jī)置于其上，觀測(cè)數(shù)分鐘乃至更長的時(shí)間，以確定該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，又叫絕對(duì)定位。 在 GPS 定位中， GPS衛(wèi)星是高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其坐標(biāo)值隨時(shí)間在快速變化著。如下圖 27，在 需要的位置 P點(diǎn)架設(shè) GPS 接收機(jī)，在某一時(shí)刻 it 同時(shí)接收了 3顆（ A， B， C）以上的 GPS 衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，通過一系 列數(shù)據(jù)處理和計(jì)算可求得該時(shí)刻 GPS 接收機(jī)至 GPS衛(wèi)星的距離 SAP， SBP，SCP，同樣通過接收衛(wèi)星星歷可獲得該時(shí)刻這些衛(wèi)星在空間的位置（三維坐標(biāo)），從而用距 離交會(huì)的方法求得Ｐ點(diǎn)的三維坐標(biāo)（ Xｐ， Yｐ， Zｐ），其數(shù)學(xué)式為： ? ? ? ? ? ?2222 P A p A P AS A P X X Y Y Z Z??? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ?22 P B p B P BS B P X X Y Y Z Z? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2222 P C p C P CS C P X X Y Y Z Z??? ? ? ? ? ????? 圖 27 GPS 衛(wèi)星定位示意圖 式中：（ AX ， AY ， AZ ），（ BX ， BY ， BZ ），（ CX ， CY ， CZ ）分別為衛(wèi)星 A， B，C在時(shí)刻 it 的空間直角坐標(biāo)。 將無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面點(diǎn)搬到衛(wèi)星上，組成一顆衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)用無線點(diǎn)測(cè)距交會(huì)的原理，便可由三個(gè)以上地面已知點(diǎn)（控制點(diǎn)）交會(huì)出衛(wèi)星的位置，反之利用三顆以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會(huì)出地面未知點(diǎn)（用戶接收機(jī)）的位置。 近代衛(wèi)星大地測(cè)量中的衛(wèi)星激光測(cè)距定位也是應(yīng)用了測(cè)距交會(huì)定位的原理和方法。 就無線電導(dǎo)航定位來說，設(shè)想在地面上有三個(gè)無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)，其坐標(biāo)為已知，用戶接收機(jī)在某一時(shí)刻 采用無線電測(cè)距的方法分別測(cè)得了接收機(jī)至三個(gè)發(fā)射臺(tái)的距離 d1,d2,d3。另一種為外接電源，這種電源常用于可充電的 12V 直 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 流鎘鎳電池組，或采用汽車電瓶。并配有一個(gè)控制鍵盤。 根據(jù)機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的衛(wèi)星歷書和測(cè)站近似位置，計(jì)算所有在軌衛(wèi)星升降時(shí)間、方位和高度角。其主要工作步驟為： 接收機(jī)開機(jī)后首先對(duì)整個(gè)接收機(jī)工作狀況進(jìn)行自檢，并測(cè)定、校正、存儲(chǔ)各通道的時(shí)延值。 （ 3） 存儲(chǔ)器 接收機(jī)內(nèi)沒有存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)卡以存儲(chǔ)衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星歷書、接收機(jī)采集到的碼相位偽距觀測(cè)值、載波相位觀測(cè)值及多普勒頻移。為便于接收機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行跟蹤、處理、和量測(cè)，對(duì)天線部分有以下要 求： 天線與前置放大器應(yīng)密封一體，以保障其正常工作，減少信號(hào)損失； 能夠接收來自任何方向的衛(wèi)星信號(hào)，不產(chǎn)生死角； 有防護(hù)與屏蔽多路徑效應(yīng)的措施； 天線的相位中心保持高度的穩(wěn)定，并與其幾何中心盡量一致。 導(dǎo)航電文 導(dǎo)航電文是由 GPS 衛(wèi)星向用戶播發(fā)的一組反映衛(wèi)星在空間位置、衛(wèi)星的工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘的修正參數(shù)、電離層延遲修正參數(shù)等重要數(shù)據(jù)的二進(jìn)制代碼，也稱數(shù)據(jù)碼（ D碼）。 C/A 碼是一種結(jié)構(gòu)公開的明碼，供全世界所有的用戶免費(fèi)使用。其測(cè)距精度比偽距測(cè)量的精度高 23 個(gè)數(shù)量級(jí)。 GPS 衛(wèi)星所用的載波有兩個(gè)，由于它們均位于載波 L 波段，故分別稱為 L1載波和 L2載波。f2=120 =. 按所用載波頻率多少， GPS信號(hào)接收機(jī)可以分成下列類型： （ 1）單頻接收機(jī)：僅使用第一載波（ L1）及其調(diào)制波進(jìn)行導(dǎo)航定位測(cè)量； （ 2）雙頻接收機(jī)：同時(shí)使用多個(gè)載波及其調(diào)制波進(jìn)行導(dǎo)航定位測(cè)量。 以下是 GPS 信號(hào)接收機(jī)的類型 按工作原理分類 基于被動(dòng)式定位原理的 GPS 衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)，關(guān)鍵在于怎樣測(cè)得 GPS信號(hào)接收天線和 GPS 衛(wèi)星之間的距離（簡稱站星距離）。它是一種能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航定位信號(hào)的無線電設(shè)備，既具有常用無線電設(shè)備的共性，又具有捕獲、跟蹤和處理衛(wèi)星微弱信號(hào)的特性。注入站能將接收到的導(dǎo)航電文存儲(chǔ)在微機(jī)中，當(dāng)衛(wèi)星通過其上空時(shí)再用大口徑發(fā)射天線將這些導(dǎo)航電文和其他命令分別“注入”衛(wèi)星。它的主要功能是：收集各監(jiān)測(cè)站測(cè)得的距離和距離差、氣象要素、衛(wèi)星時(shí)鐘和工作狀況的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)站自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)等；根據(jù)收集的數(shù)據(jù)及時(shí)計(jì)算每顆 GPS 衛(wèi)星的星歷，時(shí)鐘改正，狀態(tài)數(shù)據(jù)以及信號(hào)的大氣傳播改正，并按一定格式編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站；監(jiān)控整個(gè)地面監(jiān)控系統(tǒng)是否工作正常，檢驗(yàn)注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)出；調(diào)度備用衛(wèi)星替代失效的工作衛(wèi)星，將偏離軌道 的衛(wèi)星 “ 拉回 ”到正常軌道位置。在一般情況下，用戶能同時(shí)觀測(cè)到 68 棵衛(wèi)星。這 24 顆衛(wèi)星分布宰個(gè)軌道面上，每個(gè)軌道均勻地分布 4顆衛(wèi)星（見圖 21）當(dāng)截止高度 角取 15176。軌道增至 6個(gè)，每個(gè)軌道上均勻分布 3 顆衛(wèi)星，相鄰軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)之差為 60176。 每個(gè)軌道上將均勻地分布 5 顆衛(wèi)星。 最初的 GPS 衛(wèi)星星座由 24 顆 GPS 衛(wèi)星組成。每顆衛(wèi)星配備有 4臺(tái)原子鐘，可為衛(wèi)星提供高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。全球定位系統(tǒng)將作為 20世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一而載入史冊(cè)。它們對(duì)我國的汽車導(dǎo)航市場(chǎng)抱有厚望，無疑源于對(duì)我國衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)的看好。產(chǎn)品出口將占國產(chǎn)總量的 10%，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的芯片組、嵌入式軟件及專用數(shù)據(jù)將批量投放市場(chǎng)。要在生產(chǎn)制造衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和數(shù)量上進(jìn)入世界前列。通過實(shí)施精準(zhǔn)耕作，可在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效避免資 源浪費(fèi)，降低因施肥除蟲對(duì)環(huán)境造成的污染。 有了 GPS的幫助，救援人員就可在人跡罕至、 條件惡劣的大海、山野、沙漠，對(duì)失蹤人員 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 實(shí)施有效的搜索、拯救。 GPS 在車輛導(dǎo)航方面發(fā)揮了重要的角色，在城市中建立數(shù)字化交通電臺(tái)，實(shí)時(shí)發(fā) 播城市交通信息，車載設(shè)備通過 GPS 進(jìn)行精確定位，結(jié)合電子地圖以及實(shí)時(shí)的交通狀況，自動(dòng)匹配最優(yōu)路徑，并實(shí)行車輛的自主導(dǎo)航。觀測(cè)點(diǎn)之間無須通視 。利用載波相位差分技術(shù)（ RTK） ,在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)觀測(cè)站的載波相位的基礎(chǔ)上，可以達(dá)到厘米級(jí)的精度。 GPS 問世以來，已充分顯示了其在導(dǎo)航，定位領(lǐng)域的霸主地位。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。使野外工作變得輕松愉快。 可提供三維坐標(biāo) 經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同方法分別施測(cè)。 定位精度高 應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明， GPS相對(duì)定位精度在 50KM 以內(nèi)可達(dá) 106， 100500KM 可達(dá) 107， 1000KM 可達(dá) 109。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?。和子午儀系統(tǒng)一樣，全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成。 control measurement。 根據(jù) GPS 測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)，論述了 GPS在 307國道實(shí)際測(cè)量工作中的應(yīng)用。 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 GPS 定位系統(tǒng)在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用 畢業(yè)生姓名 ： 專業(yè) ： 測(cè)繪工程 學(xué)號(hào) ： 指導(dǎo)教師 所屬系（部） ： 資源系 二〇〇八年五月 II 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書 題目： GPS 定位系統(tǒng)在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用 /視距測(cè)量程序 資源 系 測(cè)繪工程 專業(yè) 姓名 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2020 年 3 月 24日 ~2020年 6月 2日 評(píng)閱意見： 成績： 指導(dǎo)教師： （簽字） 職 務(wù)： 200 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡 III 資源 系 測(cè)繪工程 專業(yè) 姓名 答 辯 內(nèi) 容 問 題 摘 要 評(píng) 議 情 況 記錄員： （簽名） 成 績 評(píng) 定 指導(dǎo)教師評(píng)定成績 答辯組評(píng)定成績 綜合成績 注：評(píng)定成績?yōu)?100 分制，指導(dǎo)教師為 30%，答辯組為 70%。 第二部分 主要講述了視距測(cè)量的原理，然后根據(jù)視距測(cè)量的原理編寫了用 視距測(cè)量中的三種視距計(jì)算方法： 傾斜 視距、三角高差、水平視距 。 thehorizon measurementmeasurement。 按目前的方案，全球定位系統(tǒng)的空間部分使用 24 顆高度約 萬千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。其應(yīng)用技術(shù)已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在 3001500M工程精密定位中， 1 小時(shí)以上觀測(cè)的解 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 其平面位置誤差小于 1mm，與 ME5000 電磁波測(cè)距儀測(cè)定