2025年gps测量原理及应用第四版(9篇)

在日常的学习、工作、生活中，肯定对各类范文都很熟悉吧。写范文的时候需要注意什么呢？有哪些格式需要注意呢？这里我整理了一些优秀的范文，希望对大家有所帮助，下面我们就来了解一下吧。

gps测量原理及应用第四版篇一

2、简述gps定位系统的构成，并说明各部分的作用：由三部分组成:空间部分—gps星座(gps星座是由24颗卫星组成的星座，其中21颗是工作卫星，3颗是备份卫星);地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—gps 信号接收机。gps的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗),轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。用户设备部分即gps 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。

3、wgs-84坐标是如何构建的：一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的z轴指向bih（国际时间）1984.o定义的协议地球极（ctp)方向，x轴指向bih 1984.0的零子午面和ctp赤道的交点，y轴与z轴、x轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。

gps广播星历是以wgs-84坐标系为根据的

4、水准面：静止的水面称为水准面，水准面是受地球表面重力场影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，因此是一个重力场的等位面。设想一个静止的海水面扩展到陆地部分。这样，地球的表面就形成了一个较地球自然表面规则而光滑的曲面，这个曲面被称为水准面。

大地水准面：一个与静止的平均海水面重合并延伸到大陆内部的包围整个地球的封闭的重力位水准面。

高程：的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高程。简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定水准基面的距离，称假定高程。原子时：原子时：ati（inernational atomic time），以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统[1]。原子时的初始历元规定为 1958年1月1日世界时0时，秒长定义为铯-133 原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间。这是一种均匀的时间计量系统。由于世界时存在不均匀性和历书时的测定精度低，1967年起，原子时已取代历书时作为基本时间计量系统。

gps时：gps时钟也是基于最新型gps高精度定位授时模块开发的基础型授时应用产品。能够按照用户需求输出符合规约的时间信息格式，从而完成同步授时服务。其主要原理是通过gps或其他卫星导航系统的信号驯服晶振，从而实现高精度的频率和时间信号输出，是目前达到纳秒级授时精度和稳定度在1e12量级频率输出的最有效方式。

5、参心坐标系和地心坐标系的区别：

参心坐标系

参心坐标系是在参考椭球内建立的o-xyz坐标系。原点o为参考椭球的几何中心，x轴与赤道面和首子午面的交线重合，向东为正。z轴与旋转椭球的短轴重合，向北为正。y轴与xz平面垂直构成右手系。

“参心”意指参考椭球的中心。在测量中，为了处理观测成果和传算地面控制网的坐标，通常须选取一参考椭球面作为基本参考面，选一参考点作为大地测量的起算点（大地原点），利用大地原点的天文观测量来确定参考椭球在地球内部的位置和方向。参心大地坐标的应用十分广泛，它是经典大地测量的一种通用坐标系。根据地图投影理论，参心大地坐标系可以通过高斯投影计算转化为平面直角坐标系，为地形测量和工程测量提供控制基础。由于不同时期采用的地球椭球不同或其定位与定向不同，在我国历史上出现的参心大地坐标系主要有bjz54（原）、gdz80和bjz54等三种。

地心坐标系

geocentric coordinate system

以地球质心为原点建立的空间直角坐标系，或以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系。

以地球质心(总椭球的几何中心)为原点的大地坐标系。通常分为地心空间直角坐标系(以x，y，z为其坐标元素)和地心大地坐标系(以b，l，h为其坐标元素)。

地心坐标系是在大地体内建立的o-xyz坐标系。原点o设在大地体的质量中心，用相互垂直的x，y，z三个轴来表示，x轴与首子午面与赤道面的交线重合，向东为正。z轴与地球旋转轴重合，向北为正。y轴与xz平面垂直构成右手系。

6、广播星历 ：卫星发播的预报一定时间内卫星轨道信息的电文信息。

精密星历：供卫星精密定位所使用的卫星轨道信息。

区别是，前者是预报星历，后者是后处理星历

7、载波相位测量的原理：载波信号量测精度优于波长的1/100，载波波长（l1=19cm, l2=24cm）比c/a码波长(c/a=293m)短得多，所以gps测量采用载波相位观测值可以获得比伪距（c/a码或p码）定位高得多的成果精度。

伪距测量的原理：gps接收机对测距码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对c/a码测得的伪距称为c/a码伪距，精度约为20米左右，对p码测得的伪距称为p码伪距，精度约为2米左右。

8、绝对定位又称为单点定位，这是一种采用一台接收机进行定位的模式，它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。相对定位又称为差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机，同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。

接收设备安置在运动的载体上的定位成为动态定位

9、gps定位原理：gps的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。

10、gps误差来源有哪些：（1）与gps卫星有关的因素（2）与传播路径有关的因素（3）接收机有关的因素（4）gps控制部分人为或计算机造成的影响，数据处理软件的影响，固体潮、极潮和海水负荷的影响，相对论效应。

11、gps控制网布点原则：（1）周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15度；（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不小于50m；（3）附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）；（4）交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测；（5）地面基础稳定，易于点的保存；（6）aa、a、b级gps点，应选在能长期保存的地点；（7）充分利用符合要求的旧有控制点；（8）选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形，地貌，植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。

12、基线：三角测量中推算三角锁、网起算边长所依据的基本长度边。

观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，简称时段。

同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称同步环。独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。

异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。独立基线：对于n台gps接收机的同步观测环，有j条同步观测基线，其中独立基线数为n-1。

非独立基线：除独立基线外的其它基线叫非独立基线，总基线数与独立基线之差即为非独立基线数。

13、同步网之间的连接方式有哪些？

当同步观测的gps接收机数n≥3时，同步闭合环的最少数应为：

14、gps网形设计原则：（1）gps网中不应存在自由基线。所谓自由基线是指不构成闭合图形的基线，由于自由基线不具备发现粗差的能力，因而必须避免出现，也就是gps网一般应通过独立基线构成闭合图形。（2）gps网中的闭合条件中基线数不可过多。网中各点最好有三条或更多基线分支，以保证检核条件，提高网的可靠性，使网中的精度、可靠性较均匀。（3）gps网应以“每个点至少独立设站观测两次”的原则布网。这样不同接收 机数测量构成的网之精度和可靠性指标比较接近。（4）为了实现gps网与地面网之间的坐标转换gps网至少应与地面网有2个重合点。

15、数据预处理的目的：对原始数据进行编辑、加工、整理、分流并产生各种专用信息文件，为进一步平差计算做准备。

gps测量定位技术设计及技术总结包括那些内容？

测区范围与位置，自然地理条件，气候特点，交通及电信、电源等情况

任务来源，测区已有测量情况，项目名称，施测目的和基本精度要求；

数据处理方案、所采用的软件、所采用的星历、起算数据、坐标系统，以及无约束、约束平差情况。误差检验及相关参数与平差结果的精度估计等。

16、gps数据预处理的目的是：①对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；②统一数据文件格式并将各类数据文件加工成标准化文件（如gps卫星轨道方程的标准化，卫星时钟钟差标准化，观测值文件标准化等）；③找出整周跳变点并修复观测值(整周跳变的修复见5.3.3)；④对观测值进行各种模型改正。

19、gps信号接收机的工作原理：当gps卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一不定期卫星高度截止角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运行；对所接收到的gps信号，具有变换、放大和处理的功能，以便测量出gps信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出gps卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。

gps测量原理及应用第四版篇二

摘 要：简述了全球定位系统（gps）的基本结构和测量原理，总结了gps用于工程测量所具有的特点，介绍了gps在工程测量中的应用实例。

关键词：gps；工程测量；应用实例全球定位系统（global positioning system，简称gps）是美国从20世纪70年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统，历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制，陆续投入使用，并于1994年全面建成。gps是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，gps技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用［1］，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。本文介绍gps在山区工程测量中的应用，并提出几点体会。1 gps简介1．1 gps构成gps主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。（1）gps空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20 200 km，运行周期为11 h 58 min。卫星用l波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。（2）gps地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监 测站对gps卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。（3）gps用户设备由gps接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。gps接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出gps接收机中心（测站点）的三维坐标。

1、ρ

况本文涉及的工程由某集团公司投资建造，是一个集休闲、娱乐、旅游、渡假等功能于一体的综合项目。工程位于城郊，占地66．7 hm2多，属两山夹一沟地形，山地面积约占三分之二。最高处约90 m。山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网。考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用gps测量。2．2 gps测量的技术设计（1）设计依据 gps测量的技术设计主要依据1999年建设部发布的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》［3］及工程测量合同有关要求制定的。（2）设计精度 根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级gps网作为测区首级控制网。要求平均边长小于1 km，最弱边相对中误差小于1／10 000，gps接收机标称精度的固定误差a≤15 mm，比例误差系 数b≤20×10－6。（3）设计基准和网形 如图2所示，控制网共12个点，其中联测已知平面控制点2个（i12，i13），高程控制点5个（i12，i13，105，109，110，其高程由四等水准测得）。采用3台gps接收机观测，网形布设成边连式。（4）观测计划 根据gps卫星的可见预报图和几何图形强度（空间位置因子pdop），选择最佳观测时段（卫星多于4颗，且分布均匀，pdop值小于6），并编排作业调度表。

2．3 gps测量的外业实施（1）选点 gps测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑gps测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。（2）观测 根据gps作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10 s。在3个点上同时安置3台接收机天线（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。2．4 gps测量的数据处理gps网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到gps控制点的三维坐标（见表1），其各项精度指标符合技术设计要求。3 结束语通过gps在测量中的应用，得到如下体会。（1）gps控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到300 m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1／10 000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。（2）gps接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。

（3）gps测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少（仅联测5个），致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。

gps测量原理及应用第四版篇三

1、gps卫星信号是由三部分组成的。

2、gps卫星信号调制采用法，当信号为“0”时载波的相位,当信号为“1”时载波的相位。

3、利用igs精密星历进行单点定位时，所求得的站坐标属坐标系。

4、gps观测值在卫星间求差后，可消除。

5.全球定位系统是由、和 部分组成的。其中地面监控部分是

由、、、和组成的。

卫星信号是由、和

卫星是采用 来进行信号调制的。

8.测码伪距观测值所受到的电离层延迟与成反比。

为。

10.在接收机间求一次差后可消除 参数，继续在卫星间求二次差后可消除参数，再在历元间求三次差后可消除参数。

二、单项选择题

卫星之所以要发射两个频率的信号，其主要目的是为了。

a、消除对流层延迟 b、消除电离层延迟

c、消除多路径误差 d、增加观测值个数

2.组成宽巷观测值（wide lane）的主要目的是为了

3.未经美国政府特许的用户不能用

4.利用广播星历进行单点定位时，所求得的站坐标属于

5.在一般的gps 短基线测量中，应尽量采用

a、单差解 b、三差解 c、双差固定解 d、双差浮点解

6、载波相位观测值和用c/a码测定的伪距观测值所受到的 __是相同的。

a、电离层延迟 b、对流层延迟 c、多路径误差d、测量噪声

7、gps观测值在接收机间求差后可消除 __。

a、电离层延迟 b、接收机钟差 c、卫星钟差 d、对流层延迟

三、名词解释

1、被动式测距 ：

2、单点定位：

3、静态定位：

4、卫星星历误差：

5、宽巷观测值 ：

6、整周跳变：

7、整周跳变；

8、接收通道；

9、导航电文；

10、重建载波；

12、天线平均相位中心偏差。

四、问答题

1、什么叫载波相位测量？载波相位测量的实际观测值是什么？

2、列出必要公式来说明怎样利用双频观测值来消除电离层延迟？

3、为什么在一般的gps定位中广泛采用双差观测值？

5．在全球定位系统中为何要用测距码来测定伪距？

6．为什么说快速而准确地确定整周模糊度是载波相位测量中的关键问题？

8．怎样用双频观测值来消除电离层延迟？

gps测量原理及应用第四版篇四

1、gps的基本知识

navstargps“navigation satellite timing and ranging /global positioning system”卫星测时测距导航/全球定位系统.以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时功能。

2、gps星座的基本参数

（3）卫星轨道低，难以进行精密定轨

（4）卫星信号频率低，不利于补偿电离层折射效应的影响；

（5）观测时间长，效率低

4、北斗系统的组成：

 “北斗卫星导航系统”系统是由空间卫星、地面控制中心站和北斗用户终端三部分构成。

5、北斗系统定位原理： 空间球面交会测量原理

(1)地面中心站通过2颗同步静止定位卫星传送测距问询信号，如果用户需要定位则马上回复应答信号。地面中心站可根据用户的应答信号的时差计算出户星距离，这样以两颗定位卫星为中心以两个户星距离为半径可作出两个定位球,两个定位球又和地面交出两个定位圆。(2)根据地面中心站的数字地图算出用户到地心的距离，然后利用以地心为中心的圆球与交线圆形成两个交点，再进行判断。

4、北斗导航定位系统的优缺点

优点:如投资少，组建快；具有通信功能；捕获信号快等。

不足和差距:如用户隐蔽性差；无测高和测速功能；用户数量受限制；用户的设备体积大、重量重、能耗大等。

5、北斗系统三大功能

快速定位、短报文通信、精密授时

6、gps系统包括三大部分： 空间部分——gps卫星星座；

地面控制部分——地面监控系统； 用户设备部分——gps信号接收机。

7、工作卫星的地面监控系统包括: 1个主控站、3个注入站和5个监测站。

8、gps信号接收机的任务是：

能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的gps信号进行变换、放大和处理，以便测量出gps信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出gps卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。坐标系统和时间系统是描述卫星运动、处理观测数据和表达观测站位置的数学与物理基础。

9、岁差、章动

地球接近于一个赤道隆起的椭球体，在日月和其它天体引力对地球隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴方向不再保持不变，25 800年绕黄极一周,从而使春分点在黄道上产生缓慢西移，此现象在天文学上称为岁差。

在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，轨迹大致为椭圆。

10、gps常用坐标系

11、恒星时、平太阳日、世界时ut、原子时ati、协调世界时utc

恒星时st：以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所定义的时间系统为恒星时系统。春分点连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一恒星日，含24个恒星小时。

平太阳日mt:平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一平太阳日，包含24个平太阳时。平太阳时也具有地方性，常称为地方平太阳时或地方平时。

一周期运动作为基础的时间尺度。

它采用原子时秒长，但因原子时比世界时每年快约1秒，两者之差逐年积累，便采用跳秒(闰秒)的方法使协调时与世界时的时刻相接近，其差不超过1秒。它既保持时间尺度的均匀性，又能近似地反映地球自转的变化。

12、gps时间系统：

gps时间系统采用原子时atl秒长作为时间基准，但时间起算的原点定义在1980年1月6日utc 0时。启动后不跳秒，保持时间的连续。以后随着时间的积累，gps时与utc时的整秒差以及秒以下的差异通过时间服务部门定期公布(至1995年相差达10秒)。卫星播发的卫星钟差也是相对gps时间系统的钟差。

gps时与ati时在任一瞬间均有一常量偏差： tati—tgps=19(秒)

13、影响轨道的力：

13、卫星的轨道参数

as为轨道的长半径，es为轨道椭圆偏心率，确定了开普勒椭圆的形状和大小。

为升交点赤经：即地球赤道面上升交点与春分点之间的地心夹角。i为轨道面倾角：即卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角。这两个参数唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。s为近地点角距：即在轨道平面上，升交点与近地点之间的地心夹角，表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向。vs为卫星的真近点角：即轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距。该参数为时间的函数，确定卫星在轨道上的瞬时位置。

14、二体问题、卫星的受摄运动、瞬时轨道参数

忽略所有的摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称之为二体问题。

卫星在地球质心引力和各种摄动力总的影响下的轨道参数称为瞬时轨道参数；卫星运动的真实轨道称为卫星的摄动轨道或瞬时轨道。

瞬时轨道不是椭圆，轨道平面在空间的方向也不是固定不变的。

在人造地球卫星所受的摄动力中，地球引力场摄动力最大，约为10-3量级，其他摄动力大多小于或接近于是10-6量级。这些摄动力引起卫星位置的变化，引起轨道参数的变化。

15、预报星历、星历、参考星历：

又叫广播星星历。常包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动改正项参数。

卫星将地面监测站注人的有关卫星轨道的信息，通过发射导航电文传递给用户，用户接收到这些信号进行解码即可获得所需要的卫星星历，即广播星历。广播星历参数的选择采用：开普勒轨道参数加调和项修正的方案。

为了保证卫星预报星历的必要精度，一般采用限制预报星历外推时间间隔的方法。据此gps卫星发播的广播星历每小时更新一次。预报星历的精度，目前一般估计为20-40m。卫星星历：是一组对应某一时刻的轨道参数及其变率。卫星星历其实就是赋值后的轨道参数。参考星历：相应参考历元的卫星开普勒轨道参数，是根据gps监测站约1周的监测资料推算的。

16、gps用户通过卫星广播星历的参数

可以获得的有关卫星星历参数共16个，其中包括1个参考时刻，6个相应参考时刻的开普勒轨道参数和9个反映摄动力影响的参数。

17、卫星的预报星历、后处理星历

是用跟踪站以往时间的观测资料推求的参考轨道参数为基础，并加入轨道摄动项改正而外推的星历。

后处理星历:是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测资料，应用与确定预报星历相似的方法，计算的卫星星历。

这种星历通常是在事后向用户提供的在用户观测时的卫星精密轨道信息，因此称后处理星历或精密星历。该星历的精度目前可达分米。

后处理星历一般不通过卫星的无线电信号向用户传递，而是通过磁盘、电视、电传、卫星通讯等方式有偿地为所需要的用户服务。

18、导航电文

导航电文：是包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和由c/a码捕获p码等导航信息的数据码（或d码）。

19、数据块

1、数据块2、数据块3

2个时间参数：

由两个10级反馈移位寄存器组合而产生。码长nu=210-1 = 1023比特，码元宽为tu=1/f1=0.97752s,（f1为基准频率f0的10分之1，1.023 mhz）,相应的距离为293.1m。周期为tu= nutu=1ms。

c/a码的码长短，共1023个码元，若以每秒50码元的速度搜索，只需20.5s，易于捕获，称捕获码。

码元宽度大，假设两序列的码元对齐误差为为码元宽度的100分之1，则相应的测距误差为2.9m。由于精度低，又称粗码。

21、gps接收机的分类：

22、接收机对天线的要求：

天线的相位中心保持高度的稳定，并与其几何中心尽量一致。

23、接收机的组成

接收机天线单元、接收机主机单元、电源

24、接收天线的类型：

1.单极或偶极天线：

属于单频天线，结构简单，体积小，通常安装在一块基板上，减弱多路径影响。

2.四线螺旋形或螺旋形结构天线：

属于单频天线，结构较单极天线复杂，生产中难以调整，但增益性好，一般不需底板。

3.锥形天线：

也称盘旋螺线型天线。可同时在两个频道上工作，优点是增益性好，但天线较高，螺旋线在水平方向上不完全对称，天线的相位中心和几何中心不完全重合。

4.带扼流圈的振子天线：

简称扼流圈天线。1987年由美国航空航天局（nasa）研制。主要特点是可有效地抑制多路径误差的影响。缺点是体积大，重量重。

5.微波传输带型天线：

对所接收到的gps信号，具有变换、放大和处理的功能；

测量出gps信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出cps卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。

25、gps定位原理：

gps定位是利用测距交会的原理确定测点位置的。

gps卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户用gps接收机在某一时刻同时接收三颗以上的gps卫星信号，测量出测站点(接收机天线中心)户至三颗以上gps卫星的距离并解算出该时刻gps卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站户的位置。

26、依据测距的原理，其定位原理与方法主要有： 伪距法定位

载波相位测量定位

差分技术

27、伪距测量

伪距法定位：由gps接收机在某一时刻测出得到四颗以上gps卫星的伪距以及已知的卫星位置，采用距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。

伪距： 就是由卫星发射的测距码信号到达gps接收机的传播时间乘以光速所得出的量测距离。

由于卫星钟、接收机钟的误差以及无线电信号经过电离层和对流层中的延迟，实际测出的距离与卫星到接收机的几何距离有一定差值，因此一般称量测出的距离为伪距。

30、整周未知数的确定: 1.伪距法

2.将整周未知数当做平差中的待定参数—经典方法

3.多普勒法(三差法)4.快速确定整周未知数法

31、周跳：

周跳:如果在跟踪卫星过程中，由于某种原因，如卫星信号被障碍物挡住而暂时中断，或受无线电信号干扰造成失锁。这样，计数器无法连续计数。因此，当信号重新被跟踪后，整周计数就不正确，但是不到一个整周的相位观测值仍是正确的。周跳的出现和处理是载波相位测量中的重要问题。

32、gps绝对定位、相对定位 gps绝对定位：

也叫单点定位，即利用gps卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在wgs-84坐标系中相对于坐标系原点——地球质心的绝对位置。

gps相对定位：

是至少用两台gps接收机，同步观测相同的gps卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置(坐标差)。它是目前gps定位中精度最高的一种定位方法。

33、一次差：

将观测值直接相减的过程叫做求一次差。

34、二次差:

对载波相位观测值的一次差分观测值继续求差，所得结果仍可以被当作虚拟观测值，叫做载波相位观测值的二次差或双差。

3.接收机固有的误差：内部噪声、通道延迟、多路径效应。

37、广域差分gps系统的基本思想

wadgps基本思想是对gps观测量的误差源分别加以区分和“模型化”,然后将计算出来的每一个误差源的误差修正值(差分值)通过数据通讯链传输给用户,对用户在gps定位中的误差加以修正,以达到削弱这些误差源和改善用户gps定位精度的目的.集中表现在三个方面：星历误差，大气延时误差，卫星钟差误差。

38、广域差分gps系统的工作流程

①在已知坐标的若干监测站上，跟踪观测gps卫星的伪距、相位等信息。

②将监测站上测得的伪距、相位和电离层延时的双频量测结果全部传输到中心站。

③中心站在区域精密定轨计算的基础上，计算出三项误差改正，即包括卫星星历误差改正，卫星钟差改正及电离层时间延迟改正模型。④将这些误差改正用数据通信链传输到用户站。

39、广城差分gps系统(wadgps)的特点: ①中心站、监测站与用户站的站间距离从100km增加到2 000km，定位精度不会出现明显的下降.②在大区域内建立wadgps网，需要的监测站数量很少，投资自然减小。

③wadgps系统是一个定位精度均匀分布的系统，覆盖范围内任意地区定位精度相当，且定位精度较ladgps高.④wadgps的覆盖区域可以扩展到ladgps不易作用的地域，如远洋、沙漠、森林等。⑤wadgps使用的硬件设备及通信工具昂贵，软件技术复杂，运行和维持费用较ladg—ps高得多，而且adgps的可靠性与安全性可能不如单个的ladgps。

40、rtk技术

载波相位差分技术又称rtk(real time kinematic)技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。

41、差分gps的基本原理是：

鉴于卫星的运行高度在20000km以上，对于地面相距不太远的两个点来说，卫星信号传播的路径基本相同，所以很多误差的影响也基本相同。如果在一个已知精确位置的点上安置gps接收机，并和用户的接收机一起进行gps观测，然后将用户的gps定位结果和已知点精确坐标进行比较，就可以求得多种误差对点位影响所产生的综合偏差。进一步还能将这些偏差值通过无线电数据链传播给附近的其他用户，那么这些用户的定位精度势必大为改善。

42、as与sa技术 反电子欺骗a技术，它是由p码和保密的w码 相加而形成的y码，用于代替p码，其结构更为严格保密。

43、美国的gps政策

1．建立独立的卫星导航与定位系统

2．建立自己的gps卫星跟踪网，独立确定gps卫星精确轨道

3．改进gps精密定位方法及软件，削弱sa和as技术的影响

45、卫星导航:

是用导航卫星发送的导航定位信号引导运动载体安全到达目的地的一门新兴科学。

46、gps动态定位主要方法 单点动态定位

它是用安设在一个运动载体上的gps信号接收机，自主地测得该运动载体的实时位置，从而描绘出该运动载体的运动轨迹。所以单点动态定位又叫绝对动态定位。例如，行驶的汽车和火车，常用单点动态定位。

实时差分动态定位

在运动载体和基准站之间，不必像实时差分动态定位那样建立实时数据传输，而是在定位观测以后，对两台gps接收机所采集的定位数据进行测后的联合处理，从而计算出接收机所在运动载体在对应时间上的坐标位置。

在航空摄影测量

46、gps卫星导航方法的优缺点 gps单机导航

单机导航就是在航行体上仅装配一台gps接收机，单独实施导航，如在地质勘探、资源调查、船只航行、汽车导航等方面，得到广泛的应用。

差分gps就是在地面已知位置设置一个地面站，地面站由一个gps差分接收机和一个差分发射机组成。

完全自主式的导航系统，它利用陀螺和加速度计这两类惯性传感器的测量信息直接计算出载体的姿态、速度、位置等导航参数。

它既不向外界发射能量，也不依赖外界的任何信息，具有不受干扰、可在任何地方使用、动态性能好、导航输出信息丰富等独特的优点。

47、与信号传播有关的误差

电离层折射误差

对流层折射误差

多路径效应误差

48、电离层折射

当gps信号通过电离层时，如同其它电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速度也会发生变化。

用信号的传播时间乘上真空中光速而得到的距离就会不等于卫星至接收机间的几何距离，这种偏差叫电离层折射误差。

49、减弱电离层影响的措施

1.利用双频观测；

2.利用电离层改正模型加以改正； 3.利用同步观测值求差。

50、减弱对流层折射改正残差影响的主要措施:

1.采用上述对流层模型加以改正。其气象参数在测站直接测定。2.引入描述对流层影响的附加待估参数，在数据处理中一并求得。3.利用同步观测量求差。

4.利用水汽辐射计直接测定信号传播的影响。

51、多路径误差

在gps测量中，如果测站周围的反射物所反射得卫星信号（反射波）进入接收机天线，这就将和直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的“多路径效应”。

52、消弱多路径误差的方法:

1）选择合适的站址

测站应远离大面积平静地水面;

53、与卫星有关的误差

卫星星历差、卫星钟误差、相对论效应

54、广播星历、实测星历 ： 是卫星电文中携带的主要信息。

实测星历：它是根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。

1.卫星钟的钟差包括由钟差、频偏、频漂等产生的误差，也包含钟的随机误差。

2.经改正后，各卫星钟之间的同步差可保持在20ns以内，由此引起的等效距离偏差不会超过6m，卫星钟差和经改正后的残余误差，则需采用在接收机间求一次差等方法来进一步消除它。

57、与接受机有关的误差

58、接收机的位置误差与天线相位中心误差

接收机天线相位中心相对观测标石中心位置的误差，叫接收机位置误差。观测时相位中心的瞬时位置（一般称相位中心）与理论上的相位中心将有所不同，这种差别叫天线相位中心的位置偏移。

①观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，简称时段。②同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。③同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称同步环。

④独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。

⑤异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。

⑥独立基线：对于n台gps接收机构成的同步观测环，有j条同步观测基线，其中独立基线数为n-1。

⑦非独立基线：除独立基线外的其他基线叫非独立基线，总基线数与独立基线数之差即为非独立基线数。

61、gps网的图形布设通常有及其基本特征和优缺点:

点连式:

指相邻同步图形之间仅有一个公共点的连接。点连式网的几何强度很差，需要提高网的可靠性指标。边连式: 指同步图形之间由一条公共基线连接。边连式布网有较多的非同步图形闭合条件，几何强度和可靠性均优于点连式。网连式: 指相邻同步图形之间有两个以上的公共点相连接，这种方法需要4台以上的接收机。

指把点连式与边连式有机地结合起来，组成gps网.既能保证网的几何强度，提高网的可靠指标，又能减少外业工作量，降低成本，是一种较为理想的布网方法。

三角锁(或多边形)连接

用点连式或边连式组成连续发展的三角锁连接图形，此连接形式适用于狭长地区的gps布网，如铁路、公路及管线工程勘测。

优点:

是观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的总时间大为延长。因此通常只有当网的精度和可靠性要求较高时，才单独采用这种图形 导线网形连接(环形图)

1.星形图的几何图形简单，其直接观测边间不构成任何闭合图形，所以其检查与发现粗差的能力比点连式更差，只需两台仪器就可以作业。

2.若有三台仪器，一个可作为中心站，其他两台可流动作业，不受同步条件限制。测定的点位坐标为wgs-84坐标系，每点坐标还需使用坐标转换参数进行转换。

一般性检视

通电检验

实测检验

一般检验：

1.检查接收机设备各部件及其附件是否齐全、完好，紧固部分是否松动与脱落，使用手册及资料是否齐全等。

2.天线底座的圆水准器和光学对中器，应在测试前进行检验和校正。

3.对气象测量仪表(通风干湿表、气压表、温度表)等应定期送气象部门检验。

通电检验：

1.接收机通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表的工作情况，以及自测试系统的工作情况，当自测正常后，按操作步骤检验仪器的工作情况。

实测检验：

1.测试检验是gps接收机检验的主要内容。其检验方法有：用标准基线检验；已知坐标、边长检验；零基线检验；相位中心偏移量检验等。

65、作业模式主要有:静态相对定位;快速静态相对定位;准动态相对定位;动态相对定位等。

gps测量原理及应用第四版篇五

相对于经典测量学来说，gps测量主要有以下特点：

--测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。gps这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收gps卫星信号不受干扰。

--定位精度高。一般双频gps接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，gps测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，gps测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

--观测时间短。在小于20公里的短基线上，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。

--提供三维坐标。gps测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

--操作简便。gps测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

--全天候作业。gps观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

公路路线一般处在一条带状走廊内。其平面控制测量往往采用导线形式，这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等，也有布设成三角网、线形锁等形式。

--常规测量方法的缺陷：

1、规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样，导线附合或闭合长度最长不得超过10公里，结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍。这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。

2、搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，往往国测、军测、城市控制点混杂一起，这就存在系统间的兼容性问题，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量。

3、国家大地点破坏严重，影响测量作业。由于国家基础控制点，大多为五六十年代完成，经过30多年，有些点由于经济建设的需要被破坏，有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。在这些地区进行路线测量作业，往往在50公里以上均找不到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。

4、地面通视困难往往影响常规测量的实施。一般路线的控制点要求布设在距路线的300米范围内。由于通视的原因，这一条件难以满足，甚至在大范围密林、密灌及青纱帐地区，根本无法实施常规控制测量。

对于长大隧道，特大桥用常规测量有下列局限：

1、长大隧道、特大桥等构造物一般要求测量等级在四等以上。用常规测量方法，往往采用增加测回数，延长观测时间等费时、费工的方法来设法提高精度。

2、长大隧道、特大桥多为地形复杂困难地带，进行常规控制测量，为通视和网形，往往砍伐工作量相当大，这样测设费用很大，作业艰苦。

3、长大隧道及特大桥的控制网高精度及与路线网的低精度衔接，虽说用平差方法可以得到克服，但由于地形条件困难，其联结的测量工作量很大，且不太方便。实际工作中，构造物的控制测量与路线的控制测量经常出现脱节现象。

利用gps测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

--gps测量用于加密国家控制点：

京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段路线长约60公里，所处地形为重丘区，路线设计为6车道。

该段有11个各种系统的平面控制点，经过实地寻找，找出了7个，有4个被破坏，破坏中有2个国家ⅱ等点。在已找出的的7个控制点中，国家测绘局系统ⅰ等点1个，ⅲ等点1个；城市测量系统点2个；总参军控点3个。这些平面控制点分属不同测量系统，且等级不同。

为提高京珠国道粤境高速公路汤塘至广州北二环段测设质量，决定在国家测绘系统基础进行控制点的加密。加密的控制点布设方案是：沿公路路线每10km布设一对点，该对点相距约1km，且应通视良好。这样，该段共设了6对gps加密点，加密点的精度要达到四等控制网的要求。gps四等网由18个点组成，其网形略图如图1。（图1 汤塘至广州北二环gps四等国家大地点加密）

该四等网采用4台trimble se400单频接收机作业。该机的标称精度为10mm+2ppm。四等网的观测时间为90min。数据采样间隔为15s。

基线预处理采用厂家提供的trimvecplus软件，平差计算采用武汉测绘科技大学编制的gpsadj ver2.0软件包。

通过平差处理，该四等网最弱点位中误差为4.11cm，平均点位中误差3.18cm，最弱边相对中误差1/27669，平均边长相对中误差1/453578。

整个四等网作业仅花4d时间。其效率较常规测量手段至少提高3倍。

在此基础上，我院同湖北省测绘局、湖南省第二测绘院合作，在京珠国道主干线湖南耒阳广州花都段进行了近600km的gps加密国家控制点的测量。该地区路线跨越南岭山脉，沿线山高深、植被茂盛、地形地貌复杂、通视条件极差。国家一、二等三角点破坏严重，测设内可供利用的三角点稀少，在路线走廊范围内仅找到7个保存完好的国家三角点。

经过平差处理，网中最弱点点位中误差为4.13cm，最弱边相对中误差为1/12.5万。控制网的各项指标达到甚至超过国家四等网的技术要求。

近600km的gps控制网，仅用两个外业组，10个作业员，7台gps接收机，约20d的作业时间。若采用常规测量方法在相同人手的情况下，至少需要三个月的时间才能完成。

gps测量用于隧道控制测量

在京珠国道主干线粤境高速公路翁城县境内有座靠椅山双洞直线型平行隧道，初测的左、右洞起讫桩号分别为zk144+710～zk147+730，yk144+730～yk147+740。其洞长分别为3020m和3010m。根据《公路隧道勘测规程》中对隧道类别划分标准，属公路特长隧道，洞外测量在贯 通面上对贯通误差影响值限值为±55mm。

靠椅山隧道地处亚热带地区，雨量充沛、荆剌丛生，沟深林密，野外作业条件十分艰苦，采用常规方法不仅费时费力，而且选点困难，砍伐工作量大。结合靠椅山地形特征，采用gps测量，布设了如图2所示的gps控制网。

靠椅山隧道控制网由14个点组成，网中最短边长为100.842m，最大边长为3597.4m，平均边长为1104.848m。

采用wild 200 gps接收机进行静态观测，观测时间为20～50min，采样率为10s，共观测了29条基线向量。

经过平差处理，网中最弱边相对精度为1/60106，最高相对精度达1/137万；最弱点位中误差为±0.83cm。在贯通面上贯通误差左、右线分别为±0.707cm和±0.693cm。

通过实施gps测量可看出：gps测量灵活、方便，能大大节省人力、物力、减少野外砍伐工作量，减少一些不必要的过渡点；具有极高的精度，它完全能达到《公路勘察规程》对隧道测量的要求；较红外仪导线测量，可提高效率4～5倍。

gps用于特大桥控制测量

鄂黄长江公路大桥是连结长江两岸黄冈市和鄂州市的公路特大桥。为便于大桥设计和施工，采用gps对首选方案ⅲ、ⅳ桥位进行ⅲ等平面控制测量。布网设计方案为双大地四边形(如图3)。垂直于江面的长边约为1200m，平行于江面的短边约为500m。双大地四边形与两个国家ⅱ等以上大地点联测。

经过平差处理，控制网精度为：最弱点位中误差1.93cm，最弱边长相对中误差1/113000，满足了ⅲ等平面控制测量的精度要求。

gps测量用于导线控制测量京深高速公路河北境高邑至邢台段地处华北平原，地势平坦，最大相对高差约20m，平均海拔约50m，境内村庄较多。植被多为小麦及田间行树。

公路及机耕道密集。

采用三台wild 200 gps接收机进行导线测量，作业方式采用点连接方式，三台接收机同时作业。作业完后，向前滚动(如图4)。

?ⅰ、ⅱ、ⅲ分别表示观测的同步环。

在gps观测之前，已作高精度红外导线测量(edm)和水准测量。

通过实际测量可以看出：

l gps观测时间为7.5min，与常规红外仪测量相比，时间缩短了约20min，效率为4倍；与全站仪测量相比，时间缩短约8min，效率为2倍。

l gps导线测量可靠性好，平面精度和高程精度均能满足高速公路测设的要求。

gps测量用于摄影测量外业控制点测量

摄影测量一般沿飞行航摄的航线，每隔一定间隔就要在野外实地测量一定数量的平面和高程控制点(如图5)。野外平高控制点的间隔n按地形类别及所测地形图的比例尺而定。如1∶2000地形图，摄影比例尺为1∶10000，间隔n一般为4～6个摄影基线。

常规的野外平高控制点的测量方法是先沿航摄方向布设导线，然后在此基础上采用支导线方法测定航测象控点。这种方法主要是导线方式测量。

由于航摄面积较广，对23cm×23cm象幅，1∶10000摄影比例尺，覆盖范围为2.3km宽，双航线覆盖范围更宽，在这广阔范围内进行导线测量，往往由于实地条件的限制，其作业是相当艰苦的，且工作量大，作业周期长。

在京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段这60km路线的航测外业中，利用4台trimblese4000接收机，将一台或两台gps接收机固定于已知点上，其余gps接收机游动于像控点进行像控点三维坐标测量。全线航测像控点测量仅用5d作业时间。

经过平差处理，像控点平面点位精度达到了优于0.10m的精度，最弱边相对中误差为1/43734。

由此可见，gps测量作航测控制，不仅具有高精度，而且具有极大的灵活性。它改变了逐步控制的测量模式，其效率较常规方法提高5倍以上。

gps测量用于密林、密灌地区路线控制测量

随着经济的发展，高等级公路开始向山区、重丘区岭区拓展。这些地区人烟稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地区，水平方向通视困难，有时实施常规测量方法几乎不可能。

在海南中线新建公路海口至屯昌段测设中，自石山至永发镇约20km，植被覆盖厚，多为有剌密灌、杂草地，人迹罕见，有多个火山口。这种地区红外仪导线测量几乎没有可能。为提高高等级公路测设质量，采用gps沿路线每隔2km作一对gps点，这一对gps点应保证足够的水平通视距离。

利用这2km一对的gps通视点，就可在此基础上前后各支出不超过1km进行放线测设工作，既保证了测设工作的质量，又大大减少了作业的劳动强度，加快了测设周期。

在海南中线的20km密林密灌测设中，作了11对gps通视点。采用trimblese4000单频接收机在每个测站上观测30min，数据采样率为15s，作业方法是两台接收机处于固定点上，其余接收机游动于密林密灌区的埋设的通视点上。

经过平差处理，这22个gps点的最弱点位精度为4.95cm，平均点位精度为2.85cm，平均边长相对中误差为1/486993。

gps应用展望

从gps测量中，可以看出gps具有很大的发展前景：

首先，gps作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制，非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

其次，gps测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

第三，gpsrtk技术将彻底改变公路测量模式。rtk能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

第四，gps测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般gps测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

第五，gps高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是gps测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这些地区地形条件的限制，实施常规的几何水准测量有困难，gps高程测量无疑是一种有效的手段。

gps测量原理及应用第四版篇六

摘要：在线形工程测量中，应用gps测绘技术不但精度有保证，而且方便、快捷，节省人力物力，本文在诉述gps测绘技术在线形工程测量应用中gps控制网的布设、外业测、内业差处理的同时，也阐述了各过程易出现的问题及处理方法。

关键词：gps；长线测量；测绘

（1）选点灵活，点位基础坚实稳定，便于安置仪器操作，便于布设通视方向，并能用常规方法扩展与联测。（2）相邻点不必都通视，只要有1对相邻点通视即可。

（3）每条gps基线向量连同高一级gps网点的基线向量，构成异步环作以检核。

（4）线路过长时，若跨多个投影带，可在分带交界附近布设一对互相通视的gps点与国家控制点相连，以使测区内投影长度变形不大于2·5 cm/km。

（5）gps控制网与附近高等级国家平面控制网点联测点不应少于3个。当控制网边长过长时，宜增加联测点，并使联测点分布均匀且能控制本控制网。

（6）低等级线路测量自成系统，不与国家高等级点联测时，其布网方式更加灵活，可采用网（1）作业组严格按调度计划，按规定时间进行同步观测。

必须熟练掌握gps接收机性能及作业过程，并能处理外业观测中可能出现的问题。

3.3 观测作业过程要求

（1）同步环闭合差检验。基线所组成的同步环应进行闭合差检验，其闭合差应符合规定：ωx≤n /5σ，ωy≤n /5σ，ωz≤n /5σ，ω≤3n /5σ。其中，ωx、ωy、ωz为坐标分量闭合差；ω为环的全长闭合差；n为闭合环的边数；σ为相应等级规定的精度。

（2）异步环闭合差检验。若干条独立边或采用不同数学模型解算的同步边组成的闭合环，其闭合差应符合规定：ωx≤3nσ，ωy≤3nσ，ωz≤3nσ，ω≤3 3nσ。

（3）重复观测基线边的检验。重复观测的基线边较差应符合规定：ds≤2σ。所有基线解应进行独立环检验，一般情况下网中不得有不参加闭合差检验的基线存在。

（1）单一基线解算。方差比、均方差、中误差、精度因子符合要求，而同步环坐标分量闭合差超限，数值达2×10-4~4×10-4，说明基线外业观测中存在粗差，通过异步环闭合差检核，人工剔除含有粗差基线边。（查基线详解分析，外业观测中因电信号干扰或其他情况阻挡信号，导致信号失锁，引起周跳，而周跳又没有得到修复引起粗差。）

（2）线路控制网平差。基线解算合格，同步环、异步环检验通过，平差成果中仍有几个点坐标错误。检查外业观测记录及存盘数据文件，发现一个测站点在2个观测时段内赋予了2个测站名，且与以前测站重名，基线边强制平差，产生粗差。修改测站名，重新平差，结果正确。

（3）线路控制网基线边检验。线路控制网中各基线边检验时，利用自由网平差、三维约束平差、二维约束平差成果发现有一点高程错1 m左右，检查基线解算，起算数据及平差过程，没发现异常，检查外业观测记录、测站信息、仪器高时发现有一站仪器高输错1 m，将仪器高更正，重新平差，结果正确。

gps测量原理及应用第四版篇七

1、gps系统包括三大部分：空间部分——gps卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户部分——gps接收机。

2、gps系统的空间部分由颗备用卫星组成，它们均匀分布在个近似圆形轨道上。

3、gps工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

4、gps卫星位置采用wgs-84大地坐标系。

5、gps系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续的gps时间系统。

6、gps卫星星历分为预报星历(广播星历)和后处理星历（精密星历）。

7、gps接收机依据其用途可分为：导航型接收机、测地（量）型接收机和授时型接收机。

8、在gps定位工作中，由于某种原因，如卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象称为整周跳变（周跳）

9、根据不同的用途，gps网的图形布设通常有：点连式、边连式、网连式和边点混合连接四种基本方式。

选择什么样的组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及gps接收机台数等因素。

10、卫星定位中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系，一般取地球质心为坐标系原点。

11、我国目前常采用的两个国家坐标系是1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系。

12、gps接收机的天线类型主要有：单板天线；四螺旋形天线；微带天线和锥形天线。

13、gps接收机主要由gps接收机天线单元、gps接收机主机单元和电源三部分组成。

14、单站差分按基准站发送信息的方式来分，可分为、位置差分伪距差分和载波相位差分。

15、与信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多路径效应误差。

16、gps的数据处理基本流程包括数据采集、数据传输、数据预处理、基线结算、gps网平差。

17、gps卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

18、对于n台gps接收机构成的同步观测环，有j条同步观测基线，其中独立基线数为n-119、双频接收机可以同时接收l1和 l2信号，利用双频技术可以消除或减弱对流层折射对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。

gps测量原理及应用第四版篇八

摘要：随着社会的不断进步，科学技术也在不断的更新中，工程的测量技术也有了很大的发展。本文就针对gps在工程测量中的应用进行分析，为我国的工程建设的发展提供更加优越的条件。

中图分类号：c35文献标识码：
a

引言

gps测量技术的精确度非常高，能够准确测绘工程项目，为工程建设提供数据支持。gps测量属于科技测绘技术，包含诸多科学技术，可以最大化的适应工程测绘的需要。目前，gps测量技术在工程测绘中处于不断发展的阶段，在实践中充分吸收测量经验，完善精密测量的过程。gps测量技术为工程建设提供全面的测绘技术，提高工程测绘的质量。

1、gps简介

gps系统主要组成部分有：空间星座、地面监控和用户设备。地面监控部分主要由1个主控站、4个地面天线站和6个监测站组成。用户设备主要为gps接收机，主要作用是从gps卫星收到信号并利用传来的信息计算用户的三维位置。gps卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；
根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。gps定位原理是一种空间的距离交会原理，测量需要2台gps接收机同一时刻接收4颗以上gps卫星发射的信号。

2.1建立工程控制网

工程控制网的网型和精度要求是要与工程项目的性质和要求有很大关联的。工程控制网主要是对工程项目的建设和管理起到基础保护的作用。一般的工程控制网的覆盖面积不太大，因此，要求点位密度较大，精度要求较高。而选用gps定位技术来建立工程控制网，是由于利用gps技术的选点位限制比较少，通常作业时间比较短，精度还较高。所以，运用gps技术建立控制网在工程中很普遍。一般地，采用载波相位静态差分技术来使得利用gps技术建立的工程控制网的精度达到毫米级。利用gps技术建立的道路工程控制网等具有很大的优势，在道路施工和勘测时，这些监测网有纵向很长，而横向较短的特短，对道路施工很有利。

2.2gps变形监测

gps变形监测主要是监测像水库大坝、高层大厦等这种建筑物和构筑物地基的沉降、整体的倾斜的情况。比较常规的监测技术是运用水准测量的方法监测地基的沉降；
运用三角测量的方法主要是用来监测建筑物的地基位移和整体的倾斜。这些常规的监测方法在实际操作的过程中，耗用的时间非常的长，耗用的劳动力多，很难实现设备的自动化监测，因为所要监测的物体都是体积较大的，并且监测的环境较复杂，而要求监测的精度很高。前面就讲过gps技术的优点，利用gps定位技术来监测，能够很明显的看出gps技术在应用中定位精度高，能够全天候工作等优点。gps技术运用于监测，能够在很细微的地方发现变化，并对被监测物采取正确有效的措施。因此，gps技术在变形监测中受到了越来越广泛的应用，在一些大型的建筑工程中，gps技术更是被重点使用。

2.3形变测量

形变是工程测绘中的主体项目，大部分工程内都存有形变影响，尤其是受到地质、人为等因素的影响，更是增加形变控制的难度。针对形变控制，需通过gps提供测量信息，便于提出科学的控制途径。例如:某矿业现场的地基出现形变，表现出严重的沉降危害，该矿业人员通过gps测量技术，及时分析引发地基变形的原因，同时测量地基沉降的基础参数，有效控制形变发生，降低地基形变对整个矿业现场的危害，gps测量技术在该矿业中发挥定位与监测的作用，利用三维定位的方式，监测地基形变中的细微变化，控制在安全范围内，避免出现大规模的形变或沉降，保障该矿业现场的安全运营，而且提高了矿业现场抵御变形风险的能力。

2.4水下测绘

水下测绘一直是我国工程测绘中的难点，因为水下的情况复杂，而且受到水位影响，所以水下测绘的难度系数比较高，如果在水下工程中采用人工测绘，必须要排除流速、压强等因素的干扰，无法保障测绘结果的准确度［1］。我国水下工程的发展速度越来越快，对水下测绘的依赖性也逐渐提高，促使水下测绘成为水下工程的重要部分。gps测量技术具有显著的优点，可以在横、纵两个方向，实现精准测绘，gps测量设备的体积非常小，不会对水下测绘区域产生影响，其在测量过程中，将收集到的水下资料迅速传递到地面的计算机系统内，通过软件分析得出最终的数据结果，排除水下环境的干扰，降低水下测绘的难度。水下测绘在gps测量技术的推动下，取得良好的测量结果，如超生测量等，优化水下测绘的环境。

2.5工程测量观测时间的确定

gps定位技术主要是利用几颗gps卫星的瞬间空间位置作为已知点，通过gps接收机接受卫星信号来确定接收机和gps卫星的距离，再通过空间的距离交会来求得gps接收机的三维坐标。要使得监测的精度能够更高，除了要有足够的可视gps卫星之外，还要对卫星观测的时间把握好，因为大气的折射会影响观测的结果。所以在运用gps技术观测的时候，一定要对多方面进行考虑，使得监测的数据更为准确。

3、gps技术的优缺点

3.1gps技术的优点

（1）操作简便在建筑工程的原始测量中，大都需要借助大量的人工，但是gps在测量过程中，人为的操作是非常少的，很多数据处理和测量都是由相关的设备自动化完成的，远远降低了人工测量的不便，用gps技术进行测量时，测量人员只用安装好设备，接入电源，即可以马上进入工作，自动测得数据，同时随着科技的进步，gps技术的科技含量也随着提高，与原先的数据相比，质量也有了较大的进步，同时在仪器的规格上也有了很大的改变，操作也更加的便捷简单。（2）测量时间短由于gps技术直接应用了控制网布局进行测量，其中几个观测点会同时进行测量，因此所花费的时间要比其他测量方式的时间要短，尤其是比人工测量完成的时间至少短一半以上，从原来的一小时为单位到现在的几十分钟，对测量的东西进行全方位的覆盖，有利于工程建设因为时间的耽误而造成不必要的损失。（3）测无限制我们利用gps技术进行测量和定位的时候，不需要考虑天气因素，和所处位置所带来的影响，因为gps技术的工作原理就保证了其工作环境完全不受天气和环境的制约，无论是阴雨天还是地形复杂的地方，都可以随时工作，保证了测量的完整性和进度的完成。同时，gps技术对于几何图形，和测点间的通视比常规的测量方法更加灵活，而且现在技术上有了更大的突破，对于工程测量来说是革命性的进步。（4）测量数据精准gps技术测量的精准性非常高，更有其他测量设备所不具有的特点，便是其距离越远对于所测量到的结果就越精确，而其所测量出来的数据可以与红外线测量仪测得的数据相媲美，其定位精确度可达1mm左右。（5）适用范围广gps技术不仅可以用于军事，还可以应用于各种民事活动，如日常的出行，进行导航定位，此外还可以进行工程测量，航空导航，土地测量等多个领域。

4.1流动站的设置

在流动站设置之前，应确保所设置的平民精度与高程精度满足测量作业要求，并认真检查作业文件设置是否正确。为了提升信号接收强度，应将仪器移动到相对比较开阔的地方，待出现固定解之后，再移至下一个测量点。同时，流动站与基准站之间的距离不要太远，将其控制在八公里左右。

4.2控制点的选择

由于gps测量是通过接收卫星发射的信号，经过数据处理而得到点位坐标的，因此任何可能影响信号接收的情况发生时，所测定的点位坐标都可能产生误差。为此，在选择测量点位时应注意以下几点:在选择点位时，应远离平静水面、光滑的地面、山谷山坡等这类反射波较强的区域，测量点位附近也不宜存在高压电线、电台电视台等辐射源。同时接收机天线应该设置抑径板，以减少地面的反射信号。接收机天线相位中心相对测量点位中心位置的偏差，也是造成测量误差的直接影响，在操作过程中，应该仔细定位以减少该误差对测量精度所造成的影响。

4.3gps网的布设布设

gps网应参考测区交通、自然状况与任务要求，着眼当前建设与城市长远发展、图根点加密及1∶500数字化测图要求，坚持快速度、高精度、省费用原则。首先，要重视已设控制点与充分利用其标石。尤其是利用gps网平差校核点与约束点以及其网内位置和平差精度的关系，如四周均匀分布约束点则可有效控制精度。其次，整体网以点连、边连方式构成，连接之后应利于复测基线、异步环、同步环的构成，最大限度重复设站，实现多余观测、增加gps网几何强度与可靠性，保证整体gps网精度提升。

4.4观测数据的处理

应对每天观测数据有效性与精度做检验，及时计算、检验外业观测，也就是统计与误差衡量复测基线较差与异步环、同步环坐标闭合差以及解算基线，适度处理与复测超限误差的基线，保证外业观测所得数据精度。

结束语

随着科技的发展，各种技术也随之发展和提高，gps技术的出现对于建筑业的发展无疑于是重要的。它带给建筑业的不仅仅是施工测量时间上的缩短，同时也将原有测量的一些难度降低，对于一个工程而言，节省了人力，物力，以及财力的支出。

参考文献

gps测量原理及应用第四版篇九

1、gps系统包括三大部分：空间部分——gps卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户部分——gps接收机。

2、gps系统的空间部分由颗备用卫星组成，它们均匀分布在个近似圆形轨道上。

3、gps工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

4、gps卫星位置采用wgs-84大地坐标系。

5、gps系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续的gps时间系统。

6、gps卫星星历分为预报星历(广播星历)和后处理星历（精密星历）。

7、gps接收机依据其用途可分为：导航型接收机、测地（量）型接收机和授时型接收机。

8、在gps定位工作中，由于某种原因，如卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象称为整周跳变（周跳）

9、根据不同的用途，gps网的图形布设通常有：点连式、边连式、网连式和边点混合连接四种基本方式。

选择什么样的组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及gps接收机台数等因素。

10、卫星定位中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系，一般取地球质心为坐标系原点。

11、我国目前常采用的两个国家坐标系是1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系。

12、gps接收机的天线类型主要有：单板天线；四螺旋形天线；微带天线和锥形天线。

13、gps接收机主要由gps接收机天线单元、gps接收机主机单元和电源三部分组成。

14、单站差分按基准站发送信息的方式来分，可分为、位置差分伪距差分和载波相位差分。

15、与信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多路径效应误差。

16、gps的数据处理基本流程包括数据采集、数据传输、数据预处理、基线结算、gps网平差。

17、gps卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

18、对于n台gps接收机构成的同步观测环，有j条同步观测基线，其中独立基线数为n-119、双频接收机可以同时接收l1和 l2信号，利用双频技术可以消除或减弱对流层折射对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。