【正文】 則存在若干約束條件，其約束條件的多少，取決于在網(wǎng)中所選點的數(shù)量，這種方法，通常稱為約束法。在GPS網(wǎng)包含點的坐標(biāo)觀測量的情況下，網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，將取決于這些網(wǎng)的坐標(biāo)值及其精度。一般來說，在GPS網(wǎng)的整體平差中，可能含有兩類觀測量，即相對觀測量和絕對觀測量（如點在WPS—84中的坐標(biāo)值）。3．3 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計包括網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)，是確定網(wǎng)的基準(zhǔn)，是通過網(wǎng)的整體平差來實現(xiàn)的。缺點：檢查和發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。適用：觀測點較多，工作量較大，網(wǎng)的精度和可靠性要求一般。② 環(huán)形網(wǎng)（閉合線路和附合線路）優(yōu)點：觀測工作量小，且具有較好的自檢性和可靠性。缺點：觀測工作量大。方向點與觀測站距離一般應(yīng)大于300m。⑤ 為了便于GPS的測量觀測和水準(zhǔn)聯(lián)測，GPS網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方。重合點一般不少于3個（不足時應(yīng)聯(lián)測），且在網(wǎng)中應(yīng)分布均勻，以利于可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。② GPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相鄰點間基線向量的精度，應(yīng)分布均勻。對此應(yīng)當(dāng)充分加以顧及，以期在滿足實際要求的條件下，盡量減少消耗。所以，在實際設(shè)計工作只中，要根據(jù)實際情況的需要和可能，慎重確定。GPS相對定位的精度指標(biāo)測量分級常數(shù)誤差（mm）比例誤差 ( 106 )相鄰點距離(km) A ≤5 ≤1002000 B ≤8 ≤1 15250 C ≤10 ≤5 540 D ≤10 ≤10 215 E ≤10 ≤20 110 表31上表所列的精度指標(biāo)，主要是對GPS網(wǎng)的平面位置而言，而考慮到垂直分量的精度，一般較水平分量為差，所以根據(jù)經(jīng)念，在GPS網(wǎng)中對垂直分量的要求，可將上表所列的比例誤差部分增大一倍。3．1 精度標(biāo)準(zhǔn)的確定對GPS網(wǎng)的精度要求，主要取決于網(wǎng)的用途。第二節(jié) GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，是實施GPS測量工作的第一步，是一項基礎(chǔ)性的工作，也是在網(wǎng)的精確性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面，實現(xiàn)用戶要求的重要環(huán)節(jié)。用GPS進(jìn)行測量，雖然與常規(guī)測量相比較節(jié)省人力和物力，但仍是一項技術(shù)復(fù)雜、耗費較大的工作，實施這項工作總的原則是，在滿足用戶對測量精度和可靠性要求的情況下，盡可能地減少經(jīng)費、時間和人力的消耗。NGS200型GPS建立測量控制網(wǎng)的一般過程（見下圖3－1）網(wǎng)上選點，構(gòu)網(wǎng)實地定點、埋石GPS觀測計劃準(zhǔn)備野外定位觀測計劃及記錄數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)預(yù)處理（求基線向量）質(zhì)量合格？數(shù)據(jù)后處理（網(wǎng)平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換）否 是結(jié)果輸出 圖 31 建立測量控制網(wǎng)的一般過程 為了滿足用戶的要求，GPS測量工作，應(yīng)遵守統(tǒng)一的規(guī)范和細(xì)則。如果按照GPS測量實施的工作程序，則大體可分為這樣的幾個階段：網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計、選點與建立標(biāo)志、外業(yè)觀測、成果檢核與處理。將化算結(jié)果加入垂線偏差改正,使數(shù)據(jù)與常規(guī)工測控制網(wǎng)成果一致.GPS測量工作與經(jīng)典測量工作相類似，按其性質(zhì)可分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。第四章 用靜態(tài)GPS進(jìn)行控制測量第一節(jié) 概 述GPS單頻機全球定位系統(tǒng)接收機相對定位精度可達(dá)12ppm,單可采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的化算方法,實現(xiàn)將GPS相對定位WGS84坐標(biāo)劃算為工程控制實用的水平直角坐標(biāo)(x,y)和正常高程h. 其要點是:將GPS測點觀測坐標(biāo)(B,L,H)沿測點法線方向投影到工程測量的水平坐標(biāo)基準(zhǔn)面上,計算投影點的點間距離,按三邊測量的方法計算觀測網(wǎng)的水平坐標(biāo)起始點至各觀測點的水平方向角,計算各點相對于起始點的坐標(biāo)增量和各觀測點在平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。性能特點： l 8通道L1載波相位和C/A碼l 177。對于城勘、土地、水利、礦山、公路、鐵路、地震等部門有極大的幫助，做控制測量的效率有根本性提高。而系統(tǒng)的整個軟件系統(tǒng)均由南方公司開發(fā)研制，軟件非常實用，很符合我國測量行業(yè)的實際情況。一個功能齊全、品質(zhì)良好的軟件不僅能方便用戶使用，滿足用戶的多方面要求，而且對于改善定位精度，提供作業(yè)效率和開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域都具有重要的意義，所以，軟件的質(zhì)量與功能已成為反應(yīng)現(xiàn)代GPS測量系統(tǒng)的先進(jìn)水平的一個重要標(biāo)志。這類軟件一般以磁盤方式提供，如無特別說明，推出所說接收設(shè)備的軟件均制這種后處理軟件系統(tǒng)。一般來說，軟件包括內(nèi)軟件和外軟件。NGS—200型GPS測量系統(tǒng)是南方公司GPS系列產(chǎn)品之一,其精度指標(biāo)和各項性能均以達(dá)到世界先進(jìn)水平,此論文中的實驗數(shù)據(jù)是由NGS—200型GPS接收機所得出的,.第一節(jié)NGS—200型GPS接收機的系統(tǒng)組成如果把GPS接收機作為一個用戶測量系統(tǒng)，那么按其構(gòu)成部分的性質(zhì)和功能的可分為硬件部分及軟件部分。它的主要功能是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號并進(jìn)行處理和量測，以獲得取導(dǎo)航電文及必要的觀測量。 第三章 NGS—200型GPS接收機的簡介GPS用戶設(shè)備主要包括有GPS接收機及其天線，微處理機及其終端設(shè)備以及電源等。由于這一方法可以快速地確定載波相位的整周待定值，所以當(dāng)接收機在觀測站之間移動時無需保持對所測無需的連續(xù)跟蹤，其在每一流動觀測站于與基準(zhǔn)站（或固定參考點）的同步觀測時間只需數(shù)分鐘，定位精度與經(jīng)典靜態(tài)相對定位相當(dāng)。準(zhǔn)動態(tài)相對定位法的主要缺點是，在接收機移動過程中必須保持對擦衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。這一定位方法在形式上于動態(tài)相對定位法相似，但是，實際上其在每一流動觀測站上仍需靜止地觀測，只是停留的時間很短（例如數(shù)分鐘）。因此，縮短靜態(tài)相對定位的觀測時間，其關(guān)鍵在于快速而可靠地確定整周待定值。理論分析與實踐經(jīng)驗表明，在載波相位觀測中，如果整周待定值已經(jīng)確定，那么相對定位的精度不會隨觀測時間的延長而明顯提高。所以，在精度要求較高的測量工作中，均普遍采用這一方法為了在于其它未知參數(shù)的聯(lián)合解算中，可靠的確定載波相位的整周待定值，靜態(tài)相對定位一般需要較長的觀測時間（～），因此，如何縮短觀測時間以提高作業(yè)效率，便成為廣大GPS用戶普遍關(guān)心的問題。這一定位方法是當(dāng)前GPS測量中精度最高的一種方法，它廣泛地應(yīng)用于大地測量、精密工程測量和地球動力學(xué)研究等各項工作。靜態(tài)相對定位，即設(shè)置在基線端點的接收機是固定不動的，這樣便可能通過重復(fù)觀測取得充分的多余觀測數(shù)據(jù)，以改善定位的精度。因為在兩個觀測站或多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差以及電離層和對流層的折射誤差等對觀測量的影響具有一定的相關(guān)性，所以利用這些觀測量的不同組合進(jìn)行相對定位，便可能有效地消除或減弱上述誤差的影響，從而提高相對定位的精度。相對定位的最基本情況是利用兩臺接收機分別安置在基線的兩端，并同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對位置或基線向量（見圖22)。第三節(jié) GPS相對定位原理GPS相對定位，是目前GPS測量中精度最高的一種定位方法，它廣泛地應(yīng)用于大地測量、精密工程測量和地球動力學(xué)的研究。RTK主要由基準(zhǔn)臺、移動臺和數(shù)據(jù)鏈組成，影響其精度的主要是數(shù)據(jù)鏈的可靠性及實用性及軟件的處理方法。自美國實行SA政策后，嚴(yán)重影響了實時導(dǎo)航定位，因此各國專家竭盡全力研究如何克服SA的影響，差分GPS就應(yīng)運而生。衛(wèi)星定位系統(tǒng)星座衛(wèi)星數(shù)目衛(wèi)星平均高度(km)衛(wèi)星運行周期載波頻率(MHz)L1L2GPS(美國)24202007181565－15861217－1238Glonass（前蘇聯(lián)）24191006751597－16171240－1260Navsat(歐洲空間局)18201787201561－15691224－1232銥星通信導(dǎo)航系統(tǒng)66低軌道表2－2建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，盡管可以完全擺脫對美國GPS的依賴，但這是一項技術(shù)復(fù)雜且耗資巨大的工程，對經(jīng)濟(jì)和技術(shù)尚在發(fā)展中的我國來說將是困難的。此外亦有一些國際集團(tuán)準(zhǔn)備聯(lián)合建立自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，如E星通信導(dǎo)航系統(tǒng)。尤其是俄羅斯建立的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satelites System—GLONASS）引起了世界各國的普遍興趣，現(xiàn)在，不少用戶試驗同時接收美國和俄羅斯的兩個定位系統(tǒng)，以改善接收的條件及提高其精度。利用GPS衛(wèi)星，建立獨立的跟蹤系統(tǒng)，以精密地測定衛(wèi)星的軌道為用戶提供服務(wù)，是一項經(jīng)濟(jì)有效的措施。P碼的加密措施，也叫做“反電子欺騙”美國政府對用戶的限制政策,是民用部門和其它國家的用戶極為關(guān)心的問題。目前，在SA政策的影響下，利用SPS的實時單點定位精度降為約100米（水平）和150（垂直）。l 實施選擇可用性（ Selective Availability –SA）政策。利用SPS所得到的觀測量精度較低，且只能采用調(diào)制在一種頻率上的C/A碼測量距離，無法利用雙頻技術(shù)消除電離層折射的影響。相應(yīng)兩種測距碼，GPS也提供兩種定位服務(wù)方式，即精密定位服務(wù)（Precise Position service—PPS）和標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（Standard Positioning Service—SPS）。第二節(jié) 美國的限制性政策與用戶的措施GPS技術(shù)與美國的國防現(xiàn)代化發(fā)展密切相關(guān)，為了保障美國的利益與安全，該系統(tǒng)除在設(shè)計方面采取了許多保密措施外，在系統(tǒng)運行中還采取了一些措施，人為地將衛(wèi)星星歷和GPS衛(wèi)星鐘的精度降低，以限制廣大的民間用戶獲取GPS定位的精度，這些措施，目前主要包括：l 對不同得用戶，提供不同的服務(wù)方式。用戶設(shè)備的主要任務(wù)是，接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號，以獲得必要的定位信息及觀測數(shù)據(jù)，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理完成定位工作。l 住入站，現(xiàn)有3個，分別設(shè)在印度洋、南大西洋和南太平洋，其主要任務(wù)是在主控站的控制下，將主控站推算和編制的衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其他控制指令等，注入相應(yīng)衛(wèi)星的存儲系統(tǒng)，并監(jiān)測注入信息的正確性。l 主控站，設(shè)在科羅拉多（COLORADO SPRINGS）。2．地面監(jiān)控部分GPS的地面監(jiān)控部分，目前主要分布在全球的5個地面站，其中包括衛(wèi)星監(jiān)測站、主控站和信息注入站。迄今，GPS衛(wèi)星已設(shè)計了三代，分別為BlockI，BlockII和BlockIII（見表2—1）。衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角為55度，各軌道平面升交點的赤經(jīng)相差60度，在相鄰軌道上，衛(wèi)星的升l交距角相差30度 。衛(wèi)星分布在6個軌道面上，每個軌道面上分布著4顆衛(wèi)星。第二