【正文】 。vs為衛(wèi)星的真近點角：即軌道平面上衛(wèi)星與近地點之間的地心角距。1二體問題、衛(wèi)星的受攝運動、瞬時軌道參數(shù)忽略所有的攝動力，僅考慮地球質(zhì)心引力研究衛(wèi)星相對于地球的運動，在天體力學(xué)中，稱之為二體問題。考慮了攝動力作用的衛(wèi)星運動稱為衛(wèi)星的受攝運動。瞬時軌道參數(shù)：衛(wèi)星在地球質(zhì)心引力和各種攝動力總的影響下的軌道參數(shù)稱為瞬時軌道參數(shù)；衛(wèi)星運動的真實軌道稱為衛(wèi)星的攝動軌道或瞬時軌道。在人造地球衛(wèi)星所受的攝動力中，地球引力場攝動力最大，約為103量級，其他攝動力大多小于或接近于是106量級。1預(yù)報星歷、星歷、參考星歷：又叫廣播星星歷。衛(wèi)星將地面監(jiān)測站注人的有關(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，即廣播星歷。為了保證衛(wèi)星預(yù)報星歷的必要精度，一般采用限制預(yù)報星歷外推時間間隔的方法。預(yù)報星歷的精度，目前一般估計為2040m。衛(wèi)星星歷其實就是賦值后的軌道參數(shù)。1GPS用戶通過衛(wèi)星廣播星歷的參數(shù)可以獲得的有關(guān)衛(wèi)星星歷參數(shù)共16個，其中包括1個參考時刻，6個相應(yīng)參考時刻的開普勒軌道參數(shù)和9個反映攝動力影響的參數(shù)。后處理星歷:是一些國家的某些部門根據(jù)各自建立的跟蹤站所獲得的精密觀測資料，應(yīng)用與確定預(yù)報星歷相似的方法，計算的衛(wèi)星星歷。該星歷的精度目前可達分米。1導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文：是包含有關(guān)衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時間系統(tǒng)、衛(wèi)星鐘運行狀態(tài)、軌道攝動改正、大氣折射改正和由C/A碼捕獲P碼等導(dǎo)航信息的數(shù)據(jù)碼（或D碼）。包括：標(biāo)識碼，時延差改正；數(shù)據(jù)齡期AODC；衛(wèi)星時鐘改正系數(shù)；星期序號 數(shù)據(jù)塊22個時間參數(shù)：①從星期日子夜零時開始度量的星歷參考?xì)v元toe ； ②外推星歷時的外推時間間隔AODE，亦即星歷數(shù)據(jù)的齡期，它可反映外推星歷的可靠程度。當(dāng)接收機捕獲到某顆GPS衛(wèi)星后，根據(jù)第三數(shù)據(jù)塊提供的其他衛(wèi)星的概略星歷、時鐘改正、衛(wèi)星工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，用戶可以選擇工作正常和位置適當(dāng)?shù)男l(wèi)星，、C/A碼：由兩個10級反饋移位寄存器組合而產(chǎn)生。周期為Tu= Nutu=1ms。碼元寬度大，假設(shè)兩序列的碼元對齊誤差為為碼元寬度的100分之1。2GPS接收機的分類：2接收機對天線的要求：天線和前置放大器應(yīng)密封一體，以保障其工作正常，減少信號損失； 能夠接收來自任何方向的衛(wèi)星信號，不產(chǎn)生死角； 有防護與屏蔽多路徑效應(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。：屬于單頻天線，結(jié)構(gòu)較單極天線復(fù)雜，生產(chǎn)中難以調(diào)整，但增益性好，一般不需底板?？赏瑫r在兩個頻道上工作，優(yōu)點是增益性好，但天線較高，螺旋線在水平方向上不完全對稱，天線的相位中心和幾何中心不完全重合。1987年由美國航空航天局（NASA）研制。缺點是體積大，重量重。結(jié)構(gòu)最為簡單和堅固，即可用于單頻，也可用于雙頻，天線高度低，是安裝在飛機上的理想天線。2GPS定位原理：GPS定位是利用測距交會的原理確定測點位置的。用戶用GPS接收機在某一時刻同時接收三顆以上的GPS衛(wèi)星信號，測量出測站點(接收機天線中心)戶至三顆以上GPS衛(wèi)星的距離并解算出該時刻GPS衛(wèi)星的空間坐標(biāo)，據(jù)此利用距離交會法解算出測站戶的位置。偽距： 就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得出的量測距離。2偽距法定位的數(shù)學(xué)模型的各項含義： j2j2j21/2 sssTb jjjiontrop ats2接收機k是對衛(wèi)星j的載波相位測量的觀測方程各部分的含義： [(xX)+(yY)+(zZ)+drcV]cV~+dr=rFjk=f(ρfδtb + fδta + Njk整周未知數(shù)的確定: —經(jīng)典方法(三差法)3周跳：周跳:如果在跟蹤衛(wèi)星過程中，由于某種原因，如衛(wèi)星信號被障礙物擋住而暫時中斷，或受無線電信號干擾造成失鎖。因此，當(dāng)信號重新被跟蹤后，整周計數(shù)就不正確，但是不到一個整周的相位觀測值仍是正確的。3GPS絕對定位、相對定位 GPS絕對定位：也叫單點定位，即利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機之間的距離觀測值直接確定用戶接收機天線在WGS84坐標(biāo)系中相對于坐標(biāo)系原點——地球質(zhì)心的絕對位置。它是目前GPS定位中精度最高的一種定位方法。假設(shè)由觀測站與四顆觀測衛(wèi)星所構(gòu)成的六面體體積為y，則分析表明，精度因子GDOP與該六面體體積y的倒數(shù)成正比，即: GDOP181。3二次差:對載波相位觀測值的一次差分觀測值繼續(xù)求差，所得結(jié)果仍可以被當(dāng)作虛擬觀測值，叫做載波相位觀測值的二次差或雙差。3廣域差分GPS系統(tǒng)的基本思想WADGPS基本思想是對GPS觀測量的誤差源分別加以區(qū)分和“模型化”,然后將計算出來的每一個誤差源的誤差修正值(差分值)通過數(shù)據(jù)通訊鏈傳輸給用戶,對用戶在GPS定位中的誤差加以修正,：星歷誤差，大氣延時誤差，衛(wèi)星鐘差誤差。②將監(jiān)測站上測得的偽距、相位和電離層延時的雙頻量測結(jié)果全部傳輸?shù)街行恼尽＂軐⑦@些誤差改正用數(shù)據(jù)通信鏈傳輸?shù)接脩粽?。③WADGPS系統(tǒng)是一個定位精度均勻分布的系統(tǒng)，覆蓋范圍內(nèi)任意地區(qū)定位精度相當(dāng)，且定位精度較LADGPS高.④WADGPS的覆蓋區(qū)域可以擴展到LADGPS不易作用的地域，如遠(yuǎn)洋、沙漠、森林等。RTK技術(shù)載波相位差分技術(shù)又稱RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。如果在一個已知精確位置的點上安置GPS接收機，并和用戶的接收機一起進行GPS觀測，然后將用戶的GPS定位結(jié)果和已知點精確坐標(biāo)進行比較，就可以求得多種誤差對點位影響所產(chǎn)生的綜合偏差。4AS與SA技術(shù) 反電子欺騙AS(Anti—Spoofing)技術(shù)，它是由P碼和保密的W碼 相加而形成的Y碼，用于代替P碼，其結(jié)構(gòu)更為嚴(yán)格保密。此后，陸續(xù)出臺了一系列的“雙用途”政策，4擺脫GPS限制政策的途徑1．建立獨立的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)2．建立自己的GPS衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)，獨立確定GPS衛(wèi)星精確軌道3．改進GPS精密定位方法及軟件，削弱SA和AS技術(shù)的影響4衛(wèi)星導(dǎo)航:是用導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號引導(dǎo)運動載體安全到達目的地的一門新興科學(xué)。所以單點動態(tài)定位又叫絕對動態(tài)定位。實時差分動態(tài)定位它是用安設(shè)在一個運動載體上的GPS信號接收機，及安設(shè)在一個基準(zhǔn)站上的另一臺GPS接收機，聯(lián)合測得該運動載體的實時位置，從而描繪出該運動載體的運行軌跡，故差分動態(tài)定位又稱為相對動態(tài)定位。在航空攝影測量4GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法的優(yōu)缺點 GPS單機導(dǎo)航單機導(dǎo)航就是在航行體上僅裝配一臺GPS接收機，單獨實施導(dǎo)航，如在地質(zhì)勘探、資源調(diào)查、船只航行、汽車導(dǎo)航等方面，得到廣泛的應(yīng)用。差分接收機接收衛(wèi)星信號，監(jiān)測GPS差分系統(tǒng)的誤差，并按規(guī)定的時間間隔把修正信息發(fā)送給用戶，用戶用修正信息校正自己的測量或位置解。它既不向外界發(fā)射能量，也不依賴外界的任何信息，具有不受干擾、可在任何地方使用、動態(tài)性能好、導(dǎo)航輸出信息豐富等獨特的優(yōu)點。用信號的傳播時間乘上真空中光速而得到的距離就會不等于衛(wèi)星至接收機間的幾何距離，這種偏差叫電離層折射誤差。50、減弱對流層折射改正殘差影響的主要措施:。在數(shù)據(jù)處理中一并求得。5多路徑誤差在GPS測量中，如果測站周圍的反射物所反射得衛(wèi)星信號（反射波）進入接收機天線，這就將和直接來自衛(wèi)星的信號（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值產(chǎn)生所謂的“多路徑效應(yīng)”。測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。實測星歷：它是根據(jù)實測資料進行擬合處理而直接得出的星歷。2）軌道松馳法。，各衛(wèi)星鐘之間的同步差可保持在20ns以內(nèi)，由此引起的等效距離偏差不會超過6m，衛(wèi)星鐘差和經(jīng)改正后的殘余誤差，則需采用在接收機間求一次差等方法來進一步消除它。觀測時相位中心的瞬時位置（一般稱相位中心）與理論上的相位中心將有所不同，這種差別叫天線相位中心的位置偏移。②同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機同時對同一組衛(wèi)星進行的觀測。④獨立觀測環(huán)：由獨立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨立環(huán)。⑥獨立基線：對于N臺GPS接收機構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨立基線數(shù)為N1。6GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有及其基本特征和優(yōu)缺點:點連式、邊連式、網(wǎng)連式及邊點混合連接也有布設(shè)成星形連接、附合導(dǎo)線連接、三角鎖形連接點連式:指相鄰?fù)綀D形之間僅有一個公共點的連接。邊連式: 指同步圖形之間由一條公共基線連接。網(wǎng)連式: 指相鄰?fù)綀D形之間有兩個以上的公共點相連接，這種方法需要4臺以上的接收機。邊點混合連接式:指把點連式與邊連式有機地結(jié)合起來，提高網(wǎng)的可靠指標(biāo)，又能減少外業(yè)工作量，降低成本，是一種較為理想的布網(wǎng)方法。優(yōu)點:GPS網(wǎng)中的三角形邊由獨立觀測邊組成。同時，經(jīng)平差后網(wǎng)中相鄰點間基線向量的精度分布均勻。因此通常只有當(dāng)網(wǎng)的精度和可靠性要求較高時，才單獨采用這種圖形 導(dǎo)線網(wǎng)形連接(環(huán)形圖)將同步圖形布設(shè)為直伸狀，形如導(dǎo)線結(jié)構(gòu)式的GPS網(wǎng)，各獨立邊應(yīng)組成封閉狀，形成非同步圖形，用以檢核GPS點的可靠性。星形布設(shè)，其直接觀測邊間不構(gòu)成任何閉合圖形，所以其檢查與發(fā)現(xiàn)粗差的能力比點連式更差，只需兩臺儀器就可以作業(yè)。測定的點位坐標(biāo)為WGS84坐標(biāo)系，每點坐標(biāo)還需使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進行轉(zhuǎn)換。6在進行GPS外業(yè)工作之前，必須做好:測區(qū)踏勘。器材籌備。GPS儀器檢校。6接收機全面檢驗的內(nèi)容:一般性檢視通電檢驗實測檢驗一般檢驗：、完好，緊固部分是否松動與脫落，使用手冊及資料是否齊全等。(通風(fēng)干濕表、氣壓表、溫度表)等應(yīng)定期送氣象部門檢驗。實測檢驗：。各項測試檢驗應(yīng)按作業(yè)時間長短，至少每年測試一次?？焖凫o態(tài)相對定位。動態(tài)相對定位等。GPS是20世紀(jì)70年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。8項主要功能1．跟蹤定位2．軌跡回放3．報警（報告）4．里程統(tǒng)計5．短信通知功能6．車輛遠(yuǎn)程控制7．油耗檢測8．車輛調(diào)GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成(21顆工作衛(wèi)星；3顆備用衛(wèi)星），它位于距地表20200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆),軌道傾角為55176。地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。用戶設(shè)備部分即GPS 信號接收機。當(dāng)接收機捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，就可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。接收機硬件和機內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。接收機一般采用機內(nèi)和機外兩種直流電源。在用機外電源時機內(nèi)電池自動充電。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。GPS術(shù)語 Generalized Processor Sharing 通用處理器共享 Global Positioning System 全球定位衛(wèi)星/系統(tǒng)3.[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系統(tǒng)模擬器4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系統(tǒng) General Phonetic Symbols 捷易讀注音符GPS原理GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過紀(jì)錄衛(wèi)星信號傳播到用戶所經(jīng)歷的時間，再將其乘以光速得到(由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實距離，而是偽距（PR）：當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發(fā)射導(dǎo)航電文。C/,重復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m；，相當(dāng)于30m。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。導(dǎo)航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。后兩幀共15000b。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時，提取出衛(wèi)星時間并將其與自己的時鐘做對比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時所處位置，用戶在WGS84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可知。然而，由于用戶接受機使用的時鐘與衛(wèi)星星載時鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標(biāo)x、y、z外，還要引進一個Δt即衛(wèi)星與接收機之間的時間差作為未知數(shù)，然后用4個方程將這4個未知數(shù)解出來。GPS接收機可接收到可用于授時的準(zhǔn)確至納秒級的時間信息；用于預(yù)報未來幾個月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報星歷；用于計算定位時所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛(wèi)星不同，隨時變化）；以及GPS系統(tǒng)信息，如衛(wèi)星狀況等。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。嚴(yán)格而言，載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛(wèi)星信號載波相位與接收機本機振蕩產(chǎn)生信號相位之差。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、并有一段連續(xù)觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優(yōu)于米級的定位 精度也只能采用相位觀測值。單點定位就是根據(jù)一臺接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定接收機位置的方式，它只能采用偽距觀測量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。在GPS觀測量中包含了衛(wèi)星和接收機的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差，在定位計算時還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據(jù)兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠(yuǎn)時（大氣有明顯差別），應(yīng)選用雙頻接收機。如圖所示，假設(shè)t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以測定GPS信號到達接收機的時間△t，再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個方程式)全球定位系統(tǒng)的主要特點：(1)全球、全天候工