【正文】 GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā) 展， GPS系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)。 GPS技術(shù)的應(yīng)用正向深層次發(fā)展。 近幾年，我國已建成了北京、武漢、上海、西安、拉薩、烏魯木齊等永久性的 GPS跟蹤站，進(jìn)行對(duì) GPS衛(wèi)星的精密定軌，為高精度的 GPS定位測量提供觀測數(shù)據(jù)和精密星歷服務(wù)，致力于我國自主的廣域差分（ WADGPS）方案的建立，參與全國導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（ GNSS）和 GPS增強(qiáng)系統(tǒng)（ WAAS）的籌建。在靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用技術(shù)及定位誤差方面作了深入的研究，研制開發(fā)了 GPS靜態(tài)定位和高動(dòng)態(tài)精度定位軟件以及精密定軌軟件。 RTK系統(tǒng)主要由三大部分組成 ： 一個(gè)參考站、若干個(gè)流動(dòng)站和通訊系統(tǒng)。 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位 (RTK) 系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成 ， 建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證 ， 其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn) ， 安置一臺(tái)接收機(jī)作為參考站 ， 對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行 連續(xù)觀測 ， 流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí) ， 通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù) ， 計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測量精度。 RTK 定位技術(shù) RTK技術(shù)就是載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分 ( Real Time Kinematic) 技術(shù) ， 它是 GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破 ， 眾所周知 ， 無論靜態(tài)定位 ， 還是準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位等定位模式 ， 由于數(shù)據(jù)處理滯后 ， 所以無法實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果 ， 而且也無法對(duì)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核 ，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量 ， 在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。測速的精度可達(dá) ，測時(shí)的精度可達(dá)幾十毫秒。 全天候作業(yè) 目前 GPS觀測可在一天 24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行，不受刮風(fēng)下雪等氣候的影響。 操作簡便 隨著 GPS接收機(jī)不斷改進(jìn) ，自動(dòng)化程度越來越高，有的已達(dá) “ 傻瓜化 ” 的程度；接收機(jī)的體積越來越小，重量越來越輕，極大地減輕測量工作者的工作緊張程度和勞動(dòng)強(qiáng)度。 GPS可同時(shí)精確測定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。由于無需點(diǎn)間 通 視，點(diǎn)位位置可根據(jù)需要，可稀可密，使選點(diǎn)工作甚為靈活，也可省去經(jīng)典大地網(wǎng)中的轉(zhuǎn)算點(diǎn)、過渡點(diǎn)的測量工作。 觀測時(shí)間短 隨著 GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前， 20km以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需 15～ 20分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在 15km以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀 測時(shí)間只需 1～ 2分鐘；動(dòng)態(tài)相對(duì)定位測量時(shí)，流動(dòng)站出發(fā)時(shí)觀測 1～ 2分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測僅需幾秒鐘。 GPS定位技術(shù)相對(duì)于經(jīng)典的測量技術(shù)來說，這一新技術(shù)的主要特 點(diǎn)如下： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 5 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， 100～ 500km可達(dá) 107，1000km以上可達(dá) 109。 GPS信號(hào)接受機(jī) GPS信號(hào)接受機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接受到的 GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測量出 GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接受機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出 GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) —GPS時(shí)間系統(tǒng)。每顆 GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。對(duì)于導(dǎo)航定位來說， GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。衛(wèi)星運(yùn)行周期為 11小時(shí) 58分（恒星時(shí) 12小時(shí)），載波頻率為 。各個(gè)軌道平面之間相距 60176。 GPS衛(wèi)星星座 由 21顆工作衛(wèi)星和 3顆備用衛(wèi)星組成 GPS衛(wèi)星星座，記作（ 21+3） GPS星座。10m。定位精度為：平面 177。雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 4 空間部分由三顆地球靜止軌道衛(wèi)星（其中一顆在軌備用）組成；地面中心站包括地面應(yīng)用系統(tǒng)和測控系統(tǒng)，具有位置報(bào)告、雙向報(bào)文通信及雙向授時(shí)功能；用戶部分即車輛、船舶、飛機(jī)以及各軍兵種底動(dòng)態(tài)及靜態(tài)導(dǎo)航定位的用戶。 GNSS系統(tǒng)最主要的設(shè)計(jì)思想是：與 GPS/GLONASS不同，完全從民用出發(fā)，建立一個(gè)高精度的全開放型的新一代 GNSS系統(tǒng)；與 GPS/GLONASS有機(jī)地兼容，增強(qiáng)系統(tǒng)使用的安全性和完善性；建設(shè)資金（ 36億歐元）由歐洲各國政府和私營企業(yè)共同投資。在歐洲建立兩個(gè)控制中心。 30顆衛(wèi)星部署在 3個(gè)中高度圓軌道面上，軌道高度 23616km，傾角 56176。 2020年 3月，歐盟 15國交通部長一致同意伽俐略 GNSS系統(tǒng)的建設(shè)。 伽俐略（ Galileo） GNSS系統(tǒng)：從 1994年開始，歐盟進(jìn)行了對(duì)伽俐略（ Galileo）GNSS系統(tǒng)的方案論證。經(jīng)過數(shù)據(jù)加載、調(diào)整和檢驗(yàn)，已于 1996年 1月 18日，整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。從前蘇聯(lián)于 1982年 10月 12日發(fā)射第一顆 GLONASS衛(wèi)星開始，到 1996年， 13年時(shí)間內(nèi)歷經(jīng) 周折，雖然遭遇了蘇聯(lián)的解體，由俄羅斯接替部署，但始終沒有終止或中斷 GLONASS衛(wèi)星的發(fā)射。能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。其意為 “ 衛(wèi)星測時(shí)測距導(dǎo)航 /全球定位系統(tǒng) ”， 簡稱 GPS系統(tǒng)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 3 第 2 章 GPS 簡介 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展 1973年 12月，美國國防部批準(zhǔn)它 的 陸?？杖娐?lián)合研制新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：NAVSTAR/GPS?？睖y技術(shù)的進(jìn)步在于設(shè)備引進(jìn)和技術(shù)改造 ， 在目前的技術(shù)條 件下引入 GPS 技術(shù)應(yīng)當(dāng)是首選。另外 ,如果需要在各直線段和曲線段間加樁 ， 只需輸入加樁點(diǎn)的樁號(hào)就行了 ， 剩下工作由 GPS來完成。 運(yùn)用 GPS RTK技術(shù)在進(jìn)行道路施工放樣時(shí) ， 我們只要 先輸入各主控點(diǎn)樁號(hào) ( ZH、HY、 QZ、 YH、 HZ) ， 然后輸入起終點(diǎn)的方位角 ， 直線段距離 ,緩和曲線長度 ， 圓曲線半徑 R ， 這樣就可以很輕松放樣了 ， 而且一切工作均由 GPS電子手簿來完成。這種方法工作量大 ， 速度慢 ， 花費(fèi)時(shí)間長。 在進(jìn)行道路勘測時(shí)，使用 GPS RTK比使用傳統(tǒng)測繪儀器（水準(zhǔn)儀加經(jīng)緯儀，全站儀）在作業(yè)效率上要高得多，同時(shí)在某些條件下，采用 GPS RTK測量， 具有 全天候作業(yè)，兩點(diǎn)間不需要通視 等優(yōu)點(diǎn) ， 高等級(jí)公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進(jìn)行。 本課題的目的在于熟練掌握 GPSRTK的理論和操作方法 ， 及其在道路勘測設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用、 通過實(shí)例 對(duì)其測量數(shù)據(jù)進(jìn)行精度分析， 證明 GPS RTK技術(shù)應(yīng)用于道路勘測過程中是完全可行的，比以往應(yīng)用于道路測量中的常規(guī)測量有更多的優(yōu)點(diǎn)：方便、高效、精確、 可靠。 隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，注重效率成為各行業(yè)努力奮進(jìn)的目標(biāo)，對(duì)于我們測繪領(lǐng)域來說也是如此。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī) ， 并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在 RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。目前實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)，已在 20km的范圍內(nèi)，得到了成功的應(yīng)用 ，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸性能的不斷完善提高， RTK的應(yīng)用范圍將會(huì)不斷地?cái)U(kuò)大。從靜態(tài)定位到快速定位，動(dòng)態(tài)定位， GPS技術(shù) 已 廣泛的應(yīng)用在測繪中， RTK技術(shù)是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的以載波相位測量為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分 GPS測量技術(shù)， RTK系統(tǒng)由基準(zhǔn)站接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈、移動(dòng)站接收機(jī)三大部分組成，是 GPS測量技術(shù)發(fā)展里程的一個(gè)重要標(biāo)志，是一種高效的定位技術(shù)。由于 GPS具有實(shí)時(shí)提供三維坐標(biāo)的能力，因此在民用、商業(yè)、科學(xué)研究等方面得到了廣泛的應(yīng)用。的 6個(gè)軌道面上，軌道傾角 55176。 GPS (Global Positioning System ) 全球定位系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng) , 可為航空、航天、陸地、海洋等用戶提供三維導(dǎo)航、定位和定時(shí)服務(wù)。通過其在實(shí)際道路測量中的控制測量、線路勘測、中線測量、施工放樣等方面的應(yīng)用 ， 認(rèn)為 GPS RTK 技術(shù)應(yīng)用于公路外業(yè)勘測應(yīng)是一項(xiàng)重大技術(shù)革命 ， 在公路測量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。 RTK所 具有 的 實(shí)時(shí)性好、精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn) ， 是常規(guī)測量所無法比擬的。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使 用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所 體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不 及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 本科生畢業(yè)論文 I 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)?解決實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □