【正文】 系與全球坐標系的大地測量基準之差，并進行兩坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。而我國的國家大地坐標系采用的是1954年北京坐標系及1980年西安坐標系。所以，為了確定接收機的位置，GPS衛(wèi)星的瞬時位置，通常歸化到統(tǒng)一的地球坐標系統(tǒng)。為精確求定轉(zhuǎn)換參數(shù)，(GPS網(wǎng)要盡可能多地聯(lián)測高等級的大地控制點，聯(lián)測點和重合點的個數(shù)不得少于3個，特殊情況下也不得少于2個GPS網(wǎng)的精度、密度設(shè)計。一等以上GPS網(wǎng)中至少包含三個閉合環(huán)且彼此線性無關(guān)；二、三、四等也應(yīng)有兩個以上的閉合環(huán)；五等網(wǎng)也至少有一個閉合環(huán)。 GPS網(wǎng)的布設(shè)1）所選點位要便于低等級常規(guī)測量的使用，每一個GPS點應(yīng)與兩個或兩個以上的控制點通視，困難情況下也至少保持與相鄰一個控制點通視，否則，需埋設(shè)方位樁，且用GPS聯(lián)測。各級GPS網(wǎng)最后結(jié)果的水平分量的中誤差，不得超過下表的規(guī)定。a為固定誤差，b為比例誤差；式中：m。 第三章 GPS測量作業(yè)的技術(shù)要求第一節(jié) 作業(yè)選點依據(jù) GPS網(wǎng)精度類級各級GPS網(wǎng)的定位精度，可按相鄰間基線向量的中誤差來衡量：并且多余參數(shù)在觀測期間隨時間變化，給平差計算帶來麻煩。與此同時，接收機的本機振蕩器又能產(chǎn)生一個頻率和初相均與衛(wèi)星載波信號相同的基準信號，其相位就等于衛(wèi)星載波信號的相位。衛(wèi)星信號的解調(diào)可采用兩種方法，一種是碼相關(guān)法，第二種是平方法。載波相位測量 載波相位測量原理GPS接收機所接收到的衛(wèi)星信號中，已用相位調(diào)制技術(shù)在載波上調(diào)制了測距碼和衛(wèi)星導(dǎo)航電文，所以載波已不再連續(xù)。若要提高測站點間的相對位置精度，則可用若干臺接收機同時對相同的衛(wèi)星進行偽距測量，此時衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘的誤差、電離層和對流層折射誤差對同步觀測站的影響基本相同，在求坐標差時可以自行消除。 根據(jù)經(jīng)驗，接收機的復(fù)制碼與測距碼的對齊精度約為碼元寬度（或碼的波長）的1%。 偽距定位法是單點定位的基本方法，它的定位速度很快，又無多值性問題，數(shù)據(jù)處理也比較簡捷。測定各自相關(guān)系數(shù)的工作由接收機鎖相環(huán)路的相關(guān)器和積分器來完成。圖27 偽距測量原理 并且通過接收機的時間延遲器進行移相，對測距碼和復(fù)制碼作相關(guān)處理，當信號之間的自相關(guān)系數(shù)達到最大，即近于1時,說明在積分間隔T內(nèi)復(fù)制碼 ，已經(jīng)和測距碼“對齊”。當衛(wèi)星發(fā)射機依據(jù)自己的時鐘發(fā)出的含有測距碼的調(diào)制信號，經(jīng)過了時間的傳播后到達地面的接收機，如圖27，此時接收機收到的測距碼為 U(t?t)。它的信號發(fā)射時刻由衛(wèi)星鐘確定，收到時刻是由接收機鐘確定，這就在測定的衛(wèi)星至接收機的距離中，不可避免地包含著兩臺鐘不同步的誤差和電離層、對流層延遲誤差影響，它并不是衛(wèi)星與接受機之間的實際距離，所以稱之為偽距。它的優(yōu)點是速度快、無多值性問題，利用增加觀測時間可以提高定位精度；缺點是測量定位精度低，但足以滿足部分用戶的需要。通過測量載波的相位而求得接收機到GPS衛(wèi)星的距離，是目前大地測量和工程測量中的主要測量方法。3）載波相位測量載波信號的波長很短，L1載波信號長為19cm 。2）偽距定位法偽距定位法是利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行導(dǎo)航定位的最基本的方法，其基本原理是：在某一瞬間利用GPS接收機同時測定至少四顆衛(wèi)星的偽距，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置和偽距觀測值，采用距離交會法求出接收機的三維坐標和時鐘改正數(shù)。根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用GPS衛(wèi)星較高的發(fā)射頻率，由積分多普勒記數(shù)得出偽距差。它的具體內(nèi)容是：當波源與觀測者做相對運動時，觀測者接收到的信號頻率與波源發(fā)射的信號頻率不相同。但是，偽距的基本觀測量又區(qū)分為碼相位觀測（簡稱測碼偽距）和載波相位觀測（簡稱測相偽距）。 根據(jù)定位所采用的不同觀測量。2）被動式測距：發(fā)射站在規(guī)定的時刻內(nèi)準確地發(fā)出信號，用戶則根據(jù)自己的時鐘記錄信號到達的時間，根據(jù)時差Δt 求得單程距離ρ。根據(jù)測距信號的往、返傳播時間求解出往、返距離2ρ 。 根據(jù)獲取定位結(jié)果的時間可分為實時定位和非實時定位：1）實時定位： 是根據(jù)接收機觀測到的數(shù)據(jù)，實時地解算出接收天線所在的位置2）非實時定位：又稱后處理定位，它是通過對接收機接收到的數(shù)據(jù)進行后處理以進行定位的方法。其中靜態(tài)相對定位一般均采用載波相位觀測值為基本觀測量。 絕對定位、相對定位與動、靜態(tài)的關(guān)系。所以該定位模式不能滿足大地測量精密定位的要求。絕對定位的優(yōu)缺點：優(yōu)點是只需一臺接受機即可獨立定位，外業(yè)觀測的組織及實施較為方便，數(shù)據(jù)處理也較為簡單。 根據(jù)定位模式可分為絕對定位和相對定位：1）絕對定位: 也叫單點定位，就是采用一臺接受機進行定位的模式，它所確定的是接受機天線在WGS84世界大地坐標系統(tǒng)中的絕對位置，所以單點定位的結(jié)果也屬于該坐標系統(tǒng)。2）動態(tài)定位：其特點是測定一個動點的實時 位置，多余觀測量少、定位精度低。 攝動力對衛(wèi)星運行軌道的影響衛(wèi)星在運行中，還將受到各種攝動力的影響，其中包括：地球體不規(guī)則及質(zhì)量分布不均勻而引起的作用力、太陽和月球的引力、太陽的直接與間接輻射壓力、大氣的阻力、地球潮汐的作用力、磁力等。但是無論如何選擇，必須有利于下列問題的解決：1）軌道橢圓的形狀和大?。?）軌道平面與地球體的相關(guān)位置；3）軌道橢圓在軌道平面上的方位；4）衛(wèi)星在軌道上的瞬時位置。而要討論衛(wèi)星運行軌道，則離不開描述衛(wèi)星軌道形狀大小和位置狀態(tài)的一系列參數(shù)，稱為軌道參數(shù)。3）開普勒第三定律—衛(wèi)星圍繞地球運動的周期的平方與軌道橢圓長半徑的立方成正比，其比值等于地球引力常數(shù)GM的倒數(shù)。理想情況下的衛(wèi)星運動遵守開普勒三大定律1）開普勒第一定律—衛(wèi)星運行的軌道是一個橢圓，地球質(zhì)心位居橢圓的一個焦點上。理想情況下的衛(wèi)星運動是我們的首要研究對象。所以通常就將作用于衛(wèi)星上的各種作用力分成兩種類型：一類是假設(shè)地球為勻質(zhì)球體引力，另一類是攝動力。不過在對衛(wèi)星所有的作用力中，地球重力場的引力是最主要的。這些作用力包括：地球重力場對衛(wèi)星的引力，日、月等天體對衛(wèi)星的引力，以及太陽光壓、大氣阻力和地球潮汐力等。為了確定衛(wèi)星的瞬時位置，必須了解衛(wèi)星的運動狀態(tài)和運行軌道。采用增大信號頻帶寬度的辦法，可以降低信噪比，換句話說，可以用很小的發(fā)射功率獲得足夠的信息容量，因而可以實現(xiàn)遙遠的衛(wèi)星通訊。將這些信息以數(shù)據(jù)，即以二進制碼的形式向用戶發(fā)送，所以導(dǎo)航電文又稱為數(shù)據(jù)碼，即D碼。C/，周期為1ms，一周期內(nèi)有1023個碼位。 GPS衛(wèi)星信號的產(chǎn)生如圖： P碼的周期約38星期，實際應(yīng)用中采用7天為一周期，即在P(t)=PN1(t)GPS衛(wèi)星信號GPS衛(wèi)星播發(fā)的信號，包含載波信號、測距碼、數(shù)據(jù)碼等多種信號分量，它能滿足多用戶系統(tǒng)的導(dǎo)航、高精度定位及軍事保密的需要。 實測星歷一些國家根據(jù)自己的衛(wèi)星跟蹤站觀測資料，經(jīng)過事后處理直接計算的衛(wèi)星星歷，稱為實測星歷。 廣播星歷衛(wèi)星將地面監(jiān)測站注入的有關(guān)衛(wèi)星軌道的信息，通過發(fā)射導(dǎo)航電文傳遞給用戶，用戶接收到這些信號進行解碼即可獲得所需要的衛(wèi)星星歷。衛(wèi)星星歷衛(wèi)星的星歷就是描述衛(wèi)星運行軌道和狀態(tài)的各種參數(shù)值，它是計算衛(wèi)星瞬時位置的依據(jù)。這里所指的平太陽是以赤道為周年視運動軌道、周期等于真太陽周年視運動周期，速度等于真太陽周年視運動平均速度且速度均勻的假設(shè)的太陽。利用春分點的周時視運動周期來量度地球自轉(zhuǎn)周期而建立的以恒星日為時間單位的時間系統(tǒng)為恒星時系統(tǒng)；以太陽的周日視運動周期來量度地球自轉(zhuǎn)周期而建立的以太陽日為單位的時間系統(tǒng)為太陽時系統(tǒng)；太陽時又分為真太陽時和平太陽時兩種。時間間隔是時間軸上的一個區(qū)間，而時刻則只是指某一點。由于GPS導(dǎo)航定位全面采用了WGS—84，用戶可以獲得更高精度的地心坐標，也可以通過轉(zhuǎn)換，獲得較高精度的參心大地坐標系坐標。于1984年，經(jīng)過多年修正和完善，發(fā)展了一種新的更為精確的世界大地坐標系，稱之為美國國防部1984年世界大地坐標系，簡稱WGS—84。 地心坐標系的表述形式地心直角坐標系和地心大地坐標系。但地心大地坐標系則要涉及橢球的大小和定位。在地心空間大地平直角坐標系中用XD、YD、ZD表示點的位置，地心大地坐標系中用LD、BD 、HD表示點的位置。所以說，新北京坐標系的成果實際上就是從1980年大地坐標系整體平差成果轉(zhuǎn)換而來的。為了既體現(xiàn)1980年國家大地坐標系的嚴密性，又照顧到1954年原北京坐標系的實用性，有的部門和單位想出一種兩全其美的辦法，于是就產(chǎn)生了1954年新北京坐標系。 1954年新北京坐標系（BJZ54）盡管1980年國家大地坐標系具有先進性和嚴密性 ，但1954年原北京坐標系畢竟在我國測繪工作中潛移默化，影響深遠。，起始大地子午面平行于我國起始天文子午面。 我國1980年國家大地坐標系的建立1978年4月，我國在西安召開了全國天文大地網(wǎng)整體平差會議，在會議上決定建立我國新的國家大地坐標系。 起始天文子午線1884年國際經(jīng)度會議決定，以通過英國格林尼治天文臺艾黎儀器中心的子午線作為全世界計算天文經(jīng)度的起始天文子午線。地球的質(zhì)量M雖難測定，通過觀測人造地球衛(wèi)星，確定與a等價的二階帶諧系數(shù)j2，其精確度提高了二個數(shù)量級。在四個基本參數(shù)中，長半徑a通常由幾何大地測量提供，但是GM（G是地球引力常數(shù)）利用衛(wèi)星大地測量學可精確測定至千萬分之一。1967年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會（IUGG）第十四屆大會上，開始采用這四個參數(shù)全面描述地球的幾何特性和物理特性。 1980年國家大地坐標系（GDZ80）為了進行全國天文大地網(wǎng)整體平差，采用新的橢球參數(shù)和進行新的定位與定向，來彌補因1954年北京坐標系存在的橢球參數(shù)不夠精確、參考橢球與我國大地水準面擬合不好等缺點，所以建立我國新的大地坐標是必要的、適時的。 1954年北京坐標系（BJZ54（原））1954年總參謀部測繪局在有關(guān)方面的建議與支持下，采取先將我國一等鎖與原蘇聯(lián)遠東一等鎖相連接，然后以連接呼瑪、吉拉林、東寧基線網(wǎng)擴大邊端點的原蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標系的坐標為起算數(shù)據(jù)，平差我國東北及東部地區(qū)一等鎖。建立一個參心大地坐標系，必須解決以下問題：1）確定橢球的形狀和大??；2）確定橢球中心的位置，簡稱定位；3）確定橢球中心為原點的空間直角坐標系坐標軸的方向，簡稱定向；4）確定大地原點。六、提供三維坐標GPS測量可同時精確測定測站點的三維坐標，其高程精度已可滿足四等水準測量的要求。四、儀器操作簡便目前GPS接收機自動化程度越來越高，操作智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機后設(shè)定參數(shù)，接收機即可進行自動觀測和記錄。三、觀測時間短。根據(jù)衛(wèi)星星歷可查到該時刻3顆衛(wèi)星的三維坐標（Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，從而由下式解算出Q點的三維坐標（X，Y，Z）： 圖31 GPS定位原理 相對于常規(guī)測量來說，GPS測量主要有以下特點：一、測量精度高GPS觀測的精度明顯高于一般常規(guī)測量，在小于50 km的基線上，其相對定位精度可達110－6，在大于1 000 km的基線上可達110－8。如圖1所示，在待測點Q設(shè)置GPS接收機，在某一時刻同時接收到3顆（或3顆以上）衛(wèi)星SSS3所發(fā)出的信號。《山西省嵐縣北村鐵礦區(qū)普查測量技術(shù)設(shè)計》。第四節(jié) 中華人民共和國行業(yè)標準《測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定》（CH1002—95）。次測量作業(yè)的主要技術(shù)依據(jù)包括:第二節(jié) 中華人民共和國國家標準《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T183