GPS测量原理知识点总结
简答题：
1、1954年北京坐标系、2000国家大地坐标系、ITRF坐标框、WGS-84坐标系的定义，以及他们的区别和联系。P22—P26
定义：
北京54坐标系(BJZ54)，北京54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系。
CGCS2000是右手地固直角坐标系。原点在地心，Z轴为国际地球旋转局（IERS）参考级（IRP）方向，X轴为IERS的参考子午面（IRM）与垂直于Z轴的赤道面的交线，Y轴与Z轴和X轴构成右手正交坐标系。参考椭球采用2000参考椭球。ITRF框架实质上也是一种地固坐标系，其原点在地球体系（含海洋和大气圈）的质心，以WGS-84椭球为参考椭球。
WGS-84坐标系是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轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向,X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系。对应于WGS—84大地坐标系有WGS—84椭球。
区别：
1.北京54，CGCS2000，WGS84,ITRF坐标都是是大地坐标，也就是我们通常所说的经纬度坐标，但是它们基于的椭球体不同。
2.1954年北京坐标系是采用常规的大地测量技术建立的二维参心坐标系。2000国家大地坐标系是三维地心坐标系统。国际地球参考框架ITRF是一个地心参考框架。WGS-84坐标系原点是地球的质心，它是一个地心地固坐标系。
联系：
坐标系统之间的转换包括不同参心大地坐标系统之间的转换、参心大地坐标系与地心大地坐标系之间的转换以及大地坐标与高斯平面坐标之间的转换等。所以1954年北京坐标系、2000国家大地坐标系、WGS-84坐标系之间是可以相互转换的。
2、为什么说确定整周模糊度是载波相位测量中的重要问题？确定整周模糊度有哪些方法？P63—P64
原因：
整周模糊度（ambiguity of whole cycles）又称整周未知数，是在全球定位系统技术的载波相位测量时，载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。
载波信号是一种周期性的正弦信号，而相位测量又只能测定其不足一个波长的部分，因而存在着整周数不确定的问题，使得结算过程变得比较复杂。
方法：
（1）伪距法
（2）经典方法分整数解和实数解两种
（3）多普勒法（三差法）
（4）快速确定整周未知数法
（5）动态初始化法
3、GPS的误差来源？P100
来源分为：
（1）卫星部分：星历误差、钟误差、相对论效应
（2）信号传播：电离层、对流层、多路径效应
（3）信号接收：钟的误差、位置误差、天线相位中心变化
（4）其他影响：地球潮汐、负荷潮
4、GPS数据的处理流程是什么？P147—P149
1、数据采集
2、数据传输
3、预处理
4、基线解算
5、GPS网平差。
第一步数据采集的是GPS接收机野外观测记录的原始观测数据，野外观测记录的同时用随机软件解算出测站点的位置和运动速度，提供导航服务。数据传输至基线解算一般是用随机软件（后处理软件）将接收机记录的数据传输到计算机，在计算机上进行预处理和基线解算。GPS网平差包括GPS基线向量网平差、GPS网与地面网联合平差内容。整个数据处理过程可以建立数据库管理系统。
5、全球正在使用的定位系统有哪些？他们的区别是什么？P2—P10
全球正在使用的定位系统有:俄罗斯GLONASS系统、中国北斗星系统、欧洲伽利略系统、美国全球定位系统（GPS）。
区别：
美国的GPS全球定位系统：码分多址、保密性好、防干扰、限民用精度。
苏联的GLONASS全球导航卫星系统：频分多址，多条通道，按频率多少分布，有规则可行，规定民用通道。
欧盟的GALILEO全球导航卫星系统：定位精度高、提供多信号、具有全球搜救功能。
我国的北斗导航定位系统：双星快速定位，卫星少，投资少；具备短信通信功能；不能覆盖两级地区，赤道附近定位精度差；高动态及保密性不好。
6、为什么要消除钟差？怎么消除？P109—P113
钟差包括卫星钟差和接收机钟差，它们属于系统误差。在GPS测量中，无论是码相位观测或载波相位观测，均要求卫星钟和接收机钟保持严格同步。
卫星钟差：GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间的误差。
接收机钟差：接收机钟差是GPS接收机所使用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。
7、开普勒轨道参数有哪些？他们的定义和作用是什么？P32—P33
长半轴a、偏心率e、升交点赤经、近地点角距、轨道倾角、真近角点。
定义：
a为轨道的长半径。
e为轨道椭圆偏心率。
w为近地点角距：即在轨道平面上近地点A与升交点N之间的地心角距。
W为升交点赤经：即在地球赤道平面上，升交点N与春分点r之间的地心夹角。即当卫星由南向北运动时，其轨道与地球赤道面的一个交点。
i为轨道倾角：即卫星给轨道平面与地球赤道面之间的夹角。
f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。
作用：
升交点赤经和轨道倾角唯一确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。
近地点角距表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向。
长半轴偏心率和真近角点唯一确定了卫星轨道的形状、大小以及卫星在轨道上的瞬时位置。
长半径和偏心率确定椭圆形状和大小。
真近角点确定任意时刻卫星在轨道上的位置。
8、周跳的定义，如何探测和处理？P64—P67
周跳的定义：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，或受无限电信号干扰造成失锁。这样，计算器无法连续计数，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仍是正确的。
处理的方法：
1、屏幕扫描法
2、用高次差或多项式拟合法
3、在卫星间求差法
4、用双频观测值修复周跳
5、根据平差后的残差发现和修复周跳变
9、进行组合观测的原因是什么？有哪些线性组合的方式？（绘图表示）教材70-71
原因：在两个观测站或多个观测站同步观测相同卫星的情况下，卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等对观测量的影响具有一定的相关性，利用这些观测量的不同组合（求差）进行相对定位，可有效地消除或减弱相关误差的影响，从而提高相对定位的精度。
设测站1和测站2分别在和时刻对卫星K，j进行了载波相位观测，时刻在测站1和测站2对K卫星的载波相位观测值为，，对二者求差，得到接收机间对K卫星的一次差分观测值为：。
同样对j卫星，一次观测值为：。
二次差分即双差观测值为：
。
三差观测值为：
10、第8章计算1题
背公式。P116、P118、P144
题目一、例：某GPS网由80个站组成，现准备用5台GPS接收机来进行观测，每站设站次数为4次，则观测时段数、总基线数、独立基线数、必要基线数和多余基线数分别是多少？
n=80,N=5,m=4
观测时段数：C=n×m÷N=80×4÷5=64
总基线数：J总=C×N×(N-1) ÷2=64×5×(5-1) ÷2=640
独立基线数：J独=C ×(N-1) =64 ×(5-1) =256
必要基线数：J必= n-1=80-1=79
多余基线数：J多= J独-J必=256-79=177
题目二、决定对某市的基础控制网进行维护，现处于技术设计阶段。根据实际情况，控制网采用三等GPS网，拟用10台仪器，采用点连式进行观测。布设37个GPS C级点。（第1，2问只用来知识拓展，只看第3问。）
1、简述三等大地控制网的目的和技术要求。
2、简述技术设计的目的和步骤。
3、计算该网的总基线数、必要基线数、独立基线数和多余基线数。
1、三等大地控制网布设的目的是建立和维持省级（或区域）大地控制网，满足国家基本比例尺测图的基本需要；结合水准测量、重力测量技术，精化省级（或区域）似大地水准面。
三等大地控制网相邻点间基线水平分量的中误差应不大于±10mm,垂直分量的中误差不大于±20mm；各控制点的相对精度应不低于1×10-6，其点间平均距离不应超过20km。
2、技术设计的目的是制定切实可行的技术方案，保证测绘产品符合相应的技术标准和要求，并获得最佳的社会效益和经济效益。一般步骤如下：（1）收集资料。收集测区有关资料，包括测区的自然地理和人文地理，交通运输，各种比例尺地形图、交通图，气象资料以及已有的大地测量成果资料，如点之记、成果表及技术总结等。对收集的资料加以分析和研究，选取可靠和有价值的部分作为设计时的参考。
（2）实地踏勘。拟定布网方案和计划时，需要到测区进行必要的踏勘和调查，作为设计时的参考。
•（3）图上设计。根据大地测量任务，按照有关规范和技术规定，在地形图上拟定出控制点的位置和网的图形结构，包括：控制网的精度、密度设计；控制网的基准设计；控制网的网形设计。
•（4）编写技术设计书。按照编写设计书的要求编制技术设计书。
•3、观测点数n=37个，重复点3个，每点平均设站数为m=（37+3）/37=1.08，N=10
观测时段数：C=n×m÷N=37×1.08÷10=4
总基线数：J总=C×N×(N-1) ÷2=4×10×(10-1) ÷2=180
独立基线数：J独=C ×(N-1) =4 ×(10-1) =36
必要基线数：J必= n-1=37-1=36
多余基线数：J多= J独-J必=36-36=0
题目三、课堂例题求闭合差：
11、对流层对导航、定位的影响是怎么回事？如何消除？它的气象学研究的现状、前景、意义。P103—P105
影响：对流层与地面接触并从地面得到辐射热能，其温度随高度的上升而降低，GPS信号通过对流层时，使传播的路径发生弯曲，从而使测量距离产生偏差。
对流层折射误差是由于信号传播路径的弯曲和大气折射率的变化而使距离测量值产生的系统性偏差，当GPS发出的信号穿过大气层中的对流层时,会受到对流层大气的折射影响,信号要发生弯曲和延迟,其中信号的弯曲量很小,而信号的延迟量却很大，影响导航定位
消除：
（1）引用对流层模型加以改正，通过对流层延迟误差修正模型来消除对流层对导航定位的影响，其气象参数在测站直接测定。
（2）引入描述对流层的附加待估参数，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影像。
意义：对流层改正一方面修正的模型精度不高，另一方面在组合观测值中不能有效消除，因此，在形变监测网的数据处理中，计算并削弱这种由对流层折射所引起的延迟，获得准确可靠的三维坐标，尤其是高程坐标是一个关键且迫切的任务准确计算出对流层延迟不仅对提高GPS定位精度有很大的意义，而且可以作为结果，校正InSAR，改善成像质量，还可以经过转换得到对流层中的水汽含量，为气象、交通等部门服务。
现状：对对流层延迟的影响，尽管可以选择模型和弯曲函数加以改正，但是目前却只能达到厘米级的精度，主要原因是对流层中的水汽在时间和空间上呈现随机变化，这种变化靠建立一种数学模型来准确描述是困难的。理论分析与实践研究表明，目前采用的各种对流层模型，难以将对流层的影像减少至92%~95%.
12、我国采用的高程系统是什么？大地高，正常高、正高之间的关系。
（1）我国采用的高程系统是正常高系统
（2）正高、正常高、大地高之间的关系
1.正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hg表示。
2.正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离，正常高用Hg表示。
3.大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。大地高也称为椭球高，大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义，同一个点，在不同的基准下，具有不同的大地高。
大地高=正高+大地水准面差距；大地高=正常高+高程异常
13、精密单点定位的定义，研究和发展现状。P98—P99
定义：所谓的精密单点定位指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距测量值进行定位解算。
研究：利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2-4mm级的精度，进行实时动态定位或2-4cm级的精度进行较快速的静态定位。
发展：实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是GPS 定位方面的前沿研究方向。
14、广播星历和精密星历的定义，区别。P39—P41
广播星历又叫预报星历，是定位卫星发播的无线电信号上载有预报一定时间内卫星根数的电文信息。
精密星历是由若干卫星跟踪站的观测数据，经事后处理算得的供卫星精密定位等使用的卫星轨道信息。
区别：（1）前者是接收机直接从天线接收到的卫星所发射的信号中分离出来的。（2）后者是通过在地面上的固定已知精确坐标的观测点联合观测数据反算出来的卫星轨道。
（3）利用广播星历进行短基线实时解算所得基线精度较高，但其误差随基线长
度的增加而变大，故对于长基线且点位精度要求较高的用户，还是需要用精密星历来进行精确定位，使用精密星历可以使精度提高几个数量级。
(4)二者更新频率不同。
论述题：
16、如何认识3S集成技术（3S集成的作用与意义）。
参考答案二：3S集成将GPS、航空航天遥感(RS)技术和GIS技术根据应用需要，有机地组合成一体化的、功能更强大的新型系统的技术和方法。
3S集成的作用：3S集成更多的是两两结合，即GPS与RS结合，GPS与GIS结合和RS与GIS结合。（1）GPS与RS结合的关键在硬件上，二者结合能够实现无控制点的情况下空对地的直接定位。（2）GPS与GIS结合的关键在软件上，GPS作为GIS的数据源用于寻找目标，帮助GIS定位以及数据的更新。二者集成主要应用是车辆导航与监控。（3）RS与GIS结合，RS能帮助GIS系统解决数据获取和更新的问题，也可以利用GIS中的数据帮助遥感图像处理。
3S集成的意义：3S结合应用，取长补短是自然的发展趋势，三者之间的相互作用可以更好的处理、分析，最后获得感兴趣地物的有关信息。同时，它也推动了其它一些相联系的学科的发展，如地球信息科学、地理信息科学等，它们成为“数字地球”这一概念提出的理论基础。
17、结合某一具体应用案例，谈谈你对GPS的认识与体会。
参考答案一：GPS车辆应用系统一般分为两大类：车辆跟踪系统和车辆导航系统.它们在功能上截然不同,一种是用于车辆的防盗,一种则是用于车辆的自主导航.由于“只接受,不发射”信号是GPS是接收系统的一大特点,所以用于防盗的GPS 跟踪系统就是要借助通信网络以及政府配套系统给GPS车载防盗仪,提供收取使用费用的解决方案.而车载导航仪是通过接受卫星信号,配合电子地图数据,适时掌握自己的方位与目的地,自主导航的模式不收取任何使用费用,用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据.
认识和体会:
1.GPS不仅用于车载，在我们生活中的应用也是方方面面的，我们要学习并掌握GPS技术，以提高我们作为GIS专业学生的素质。
2.GPS的原理就是一个定位系统，找到你在地球上的位置，基于这个原理，只要你能想到的地方，都可以去到。
GPS测量原理知识点总结
简答题： 1、1954年北京坐标系、2000国家大地坐标系、ITRF坐标框、WGS-84坐标系的定义，以及他们的区别和联系。P22—P26 定义： 北京54坐标系(BJZ54)，北京54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系。 CGCS2000是右手地固直角坐标系。原点在地心，Z轴为国际地球旋转局（IERS）参考级（IRP）方向，X轴为IERS的参考子午面（IRM）与垂直于Z轴的赤道面的交线，Y轴与Z轴和X轴构成右手正交坐标系。参考椭球采用2000参考椭球。ITRF框架实质上也是一种地固坐标系，其原点在地球体系（含海洋和大气圈）的质心，以WGS-84椭球为参考椭球。 WGS-84坐标系是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轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向,X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系。对应于WGS—84大地坐标系有WGS—84椭球。 区别： 1.北京54，CGCS2000，WGS84,ITRF坐标都是是大地坐标，也就是我们通常所说的经纬度坐标，但是它们基于的椭球体不同。 2.1954年北京坐标系是采用常规的大地测量技术建立的二维参心坐标系。2000国家大地坐标系是三维地心坐标系统。国际地球参考框架ITRF是一个地心参考框架。WGS-84坐标系原点是地球的质心，它是一个地心地固坐标系。 联系： 坐标系统之间的转换包括不同参心大地坐标系统之间的转换、参心大地坐标系与地心大地坐标系之间的转换以及大地坐标与高斯平面坐标之间的转换等。所以1954年北京坐标系、2000国家大地坐标系、WGS-84坐标系之间是可以相互转换的。 2、为什么说确定整周模糊度是载波相位测量中的重要问题？确定整周模糊度有哪些方法？P63—P64 原因： 整周模糊度（ambiguity of whole cycles）又称整周未知数，是在全球定位系统技术的载波相位测量时，载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。 载波信号是一种周期性的正弦信号，而相位测量又只能测定其不足一个波长的部分，因而存在着整周数不确定的问题，使得结算过程变得比较复杂。 方法： （1）伪距法 （2）经典方法分整数解和实数解两种 （3）多普勒法（三差法）
GPS测量原理和应用各章知识点总结
GPS测量原理及应用各章知识点总结 桂林理工大学测绘08-1 JL（纯手打） 第一章绪论 1、GPS系统是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、定位和定时的功能。能为各个用户提供三维坐标和时间。 2、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系 3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。 4、GPS基本参数为：卫星颗数为21+3，卫星轨道面个数为6，卫星高度为20200km，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分，在地球表面任何时刻，在高度较为15度以上，平均可同时观测到6颗有效卫星，最多可以达到9颗。 5、应用双定位系统的优越性： 能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机，简称为双系统卫星接收机。 （1）增加接收卫星数。这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业 （2）提高效率。观测卫星数增加，所以求解整周模糊度的时间缩短，从而减少野外作业时间，提高了生产效率。 （3）提高定位的可靠性和精度。因观测的卫星数增加，用于定位计算的卫星数增加，卫星几何分布也更好，所以提高了定位的可靠性和精度。 6、在GPS信号导航的定位时，为了解算测站的三维坐标，必须观测4颗（以上）卫星，称为定位星座。 7、PRN----------卫星所采用的伪随机噪声码 8、在导航定位测量中，一般采用PRN编号。 9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做C/A码（又叫S码），用于精密定位的精密测距码叫P码 10、GPS系统中各组成部分的作用： 卫星星座 1、向广大用户发送导航定位信息。 2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息，并通过GPS信号电路，适时的发送给广大用户。 3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。
GPS测量原理与应用知识点
第一章 1,GPS全球定位系统的参数：基本的卫星数为21+3，卫星轨道面的个数为6，卫星高度为20200Km,轨道倾角为55，运行周期为11h58min，频率为1575.42MHZ和1227.60MHZ 2,北斗系统的特点 优点：1，卫星数量少，投资小，用户设备简单价廉2，能实现一定区域的导航定位3，具有短信通信功能4，能使用户测定自己的点位坐标 缺点：1不能覆盖两级地区，赤道附近定位精度差2 只能二维主动式定位 3 用户的数量受到一定的限制 第二章 1坐标系统是由原点位置、3个坐标轴的指向和尺度所定义，根据坐标轴指向的不同，可划分为两大类坐标系：天球坐标系和地球坐标系. 2天球坐标系：在天上—与地球自转无关—卫星专用品。 地球坐标系：在地上—同地球自转—地面观测站专用品。 3采用空间直角坐标系转换（选择） 不管采用什么形式，坐标系之间通过坐标平移、旋转和尺度转换，可以将一个坐标系变换到另一个坐标系去。 在一个坐标系中，一组具体的参数值（坐标值）只表示唯一的空间点位，一个空间点位也对应唯一的一组参数值（坐标值）。 4WGS-84坐标系和我国大地坐标系.（简单了解其不同与熟悉其基本参数） 国家大地坐标系 1）1954年北京坐标系（BJ54旧） 坐标原点：前苏联的普尔科沃。 参考椭球：克拉索夫斯基椭球。 平差方法：分区分期局部平差。 存在的问题： （1）椭球参数有较大误差。 （2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜。 （3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。 （4）定向不明确。 2)1980年国家大地坐标系（GDZ80） 坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。 参考椭球：1975年国际椭球。 平差方法：天文大地网整体平差。 特点： （1）采用1975年国际椭球。 （2）参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。（3）椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。 （4）定向明确。 （5）大地原点地处我国中部。 （6）大地高程基准采用1956年黄海高程。 3）.新1954年北京坐标系（BJ54新） 新1954年北京坐标系（BJ54新）是由1980年国家大地坐标（GDZ80）转换得来的。 坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。 参考椭球：克拉索夫斯基椭球。
GPS测量知识(自整理)
GPS测量知识： 一、GPS系统的组成： 最初为美国国防部研发，旨在为军用导航系统服务，从1978年2月开始发射到1993年。共发射24颗卫星，其中21颗卫星为工作卫星，剩下3卫星为备用。分6个轨道，每个轨道为4颗。并能够保证在地球上任何位置都能够同时接收到高度角15°以上的4颗卫星。 二、GPS定位的基本原理： GPS卫星视为飞行中的控制点，在已知瞬间坐标的条件下，以GPS 卫星和用户接收机天线的距离为观测量。进行空间距离后方交会，从而确定地面接收机的位置。（为经纬度。后可转换参数求出平面坐标等）。 卫星信息到接收机的时间为Δt，把信号的传播速度设为C，其他有关改正数之和设为∑δi。 那么接收机到卫星的距离ρ=Δt·C+∑δi 另因为距离较大等原因，采用载波相位测量的方法。 三、GPS定位测量模式 利用GPS卫星定位的方法基本上可归结为两类：一种是差分型，即联测测站间的相对定位；另一种是费查分型的，测定结果是测站的绝对位置。 1.绝对定位法： 亦称单点定位，它使用一台GPS接收机，通过观测至少4颗以上
卫星的测码伪距或伪距与相应历元差分以及其他传感器的观测量，确定用户天线在WGS-84地心坐标系中的绝对坐标。 根据用户接收机所处的状态，可分为静态绝对定位和动态绝对定位。 （1）静态绝对定位：接收机天线处于固定不动的状态，用以确定观测站绝对坐标的方法。因为能连续测定卫星至测站的伪距和相位，可获得多余观测量，以便提高定位精度。（2）动态绝对定位：接收机安装在运动的载体上，确定载体瞬间绝对位置的方法。因为没有太多的多余观测量，精度可达10m，这种方法常用于运动体的定位和导航。 2.相对定位法 相对定位法属于差分型，用户利用两台以上接收机分别安置在各测站点上，同步观测相同的GPS卫星，利用所获得的测码伪距活着载波相位观测量，确定他们在地心坐标系中的坐标或测站点间的距离（或称基线向量）。在多测站上同步观测相同卫星的条件下，卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机时钟差及对流层和电离层的折射误差等对观测量的影响都具有一定的相关性，所以利用这些观测量的不同组合进行相对定位，可以有效的消除或减弱上述误差的影响。相对定位是目前GPS测量中精度最高的，也是最常用的定位方式。 相对定位法又分为静态相对定位和动态相对定位。 （1）静态相对定位
GPS卫星测量原理解析
GPS卫星测量原理解析 全球导航卫星系统（Global Positioning System，GPS）是一种利用 卫星定位的技术，广泛应用于地理测量、导航定位等领域。GPS系统由一 组地球轨道卫星、地面控制站和用户终端组成，通过卫星与终端之间的信 号传递，实现定位和导航功能。GPS卫星测量原理是通过测量接收卫星信 号的时间差，计算接收器与卫星之间的距离，从而确定接收器的位置。 GPS测量原理主要包括以下几个步骤： 1.GPS卫星信号传播： 2.接收器接收卫星信号： GPS接收器是用户终端设备，用来接收卫星发射的信号。接收器通过 天线接收到多颗卫星的信号，并将信号传送到内部电路进行处理。 3.信号传播延迟校正： GPS信号在传播过程中会受到大气层和其他障碍物的影响，导致信号 传播时间有一定的延迟。接收器需要根据信号传播延迟的估计值进行校正，以保证测量的精确性。 4.接收器计算距离： 接收器通过测量接收到卫星信号的时间差来计算接收器与卫星之间的 距离。接收器会同时接收到多颗卫星的信号，并通过三角定位方法计算出 接收器的位置。 5.位置计算：
接收器采用三角测量原理计算出接收器与多颗卫星之间的距离信息后，可以利用这些距离信息进行定位计算。定位计算可采用多种算法，如最小 二乘法、加权算法等。 6.导航和定位： 根据接收器计算得到的位置信息，用户可以根据导航软件或导航设备 显示出当前位置的地图、路线等信息。GPS定位还可以用于航空、航海、 军事等领域的导航和位置跟踪。 需要注意的是，在实际的GPS测量中，常常会受到大气层的折射和多 路径传播等误差的影响，这会导致测量结果的不准确性。为了提高GPS测 量的精度，可以采用差分GPS技术、多星系统组合技术以及使用载波相位 测量等方法。 总结起来，GPS卫星测量原理是通过测量卫星信号的时间差，计算接 收器与卫星之间的距离，从而实现对接收器的定位和导航功能。通过接收 卫星信号、校正信号传播延迟、计算距离、位置计算等步骤，能够准确测 量出接收器的位置信息，并在导航设备上显示出相应的地图、路径等。这 种测量原理在地理测量、导航定位等领域具有广泛应用。
GPS测量原理
GPS测量原理 GPS（全球定位系统）是一种基于卫星导航技术的定位系统，广泛应用于航空、航海、测绘、交通运输等领域。它通过接收来自卫星的信号，计算出接收器所在位置的经纬度坐标。本文将介绍GPS的测量原理及其相关技术。 1. GPS的基本原理 GPS系统由24颗工作卫星和若干个地面控制站组成。这些卫星围绕地球轨道 运行，每颗卫星都精确地测量自身位置，并将其位置信息广播到地球上的接收器中。GPS接收器接收到至少4颗卫星的信号后，通过测量信号的传播时间来计算出接收器与卫星之间的距离。接着，通过三角定位原理，计算出接收器所在位置的经纬度坐标。 2. 信号传播时间的测量 GPS接收器通过接收卫星发射的微波信号来测量信号传播的时间。每颗卫星都 会在信号中携带一个时间标记，接收器通过比较接收到的信号的时间标记与自身的时间标记，计算出信号传播的时间。由于信号的传播速度是已知的，接收器可以通过信号传播时间来计算出接收器与卫星之间的距离。 3. 三角定位原理 GPS接收器接收到至少4颗卫星的信号后，可以通过三角定位原理计算出接收 器所在位置的经纬度坐标。三角定位原理是利用三个已知点与目标点之间的距离关系来计算目标点的位置。在GPS中，卫星的位置是已知的，接收器通过测量接收 到的信号与卫星之间的距离，可以得到三个距离值。接着，通过将这些距离值转化为卫星与接收器之间的球面距离，并利用球面三角形的几何关系，可以计算出接收器所在位置的经纬度坐标。 4. GPS的测量误差
尽管GPS是一种精确的定位系统，但在实际应用中仍然存在一定的测量误差。这些误差主要包括：大气延迟、钟差、多径效应、几何因素等。大气延迟是由于信号在穿过大气层时会发生折射而引起的，这会导致距离的测量误差。钟差是由于卫星和接收器的时钟不完全同步而引起的误差。多径效应是由于信号在传播过程中发生反射、绕射等现象而引起的误差。几何因素是由于卫星和接收器之间的相对位置关系而引起的误差。 5. GPS的精度提升技术 为了提高GPS的测量精度，人们提出了许多技术手段。其中最常见的是差分GPS技术。差分GPS技术通过将一个已知位置的接收器与待测位置的接收器同时 测量同一组卫星信号，并比较两个接收器之间的测量结果，从而消除大气延迟、钟差等误差。此外，还有相位测量技术、载波相位平滑技术等用于提高GPS测量精 度的方法。 总结起来，GPS的测量原理主要包括信号传播时间的测量和三角定位原理。尽 管存在一定的测量误差，但通过差分GPS技术等手段可以提高测量精度。随着技 术的不断发展，GPS在各个领域的应用将会更加广泛，为人们的生活带来更多便利。
GPS测距定位基本原理
GPS测距定位基本原理 GPS（全球定位系统）测距定位的基本原理是利用卫星信号的传播时间与接收信号的时间差，通过计算这一时间差来确定接收器与卫星之间的距离。下面将详细介绍GPS测距定位的基本原理。 GPS系统由24颗工作卫星和若干个地面控制站组成。这些卫星以不同轨道高度绕地球运行，每辆车载接收器都可以同时接收到多颗卫星发射的信号。GPS测距定位的基本步骤如下： 1.发送卫星信号：每颗GPS卫星周期性地向地球发射无线电信号，其中包含有卫星的识别码、时间标记以及其他必要的数据。 2.接收卫星信号：在接收器上，利用天线接收到卫星发射的信号。这些信号被转换为电信号并传送到接收器的处理器进行处理。 3.计算传播时间：接收器分别记录每颗卫星信号的接收时间，然后通过与卫星信号中的时间标记进行比较，计算出信号传播的时间差。 4.确定距离：通过将信号的传播时间转换为距离，可以计算出接收器与卫星之间的几何距离。这个距离称为伪距，它并不是实际的地球表面距离，而是卫星与接收器之间的几何距离。 5.解算位置：为了确定接收器的位置，至少需要接收到来自四颗卫星的信号。根据这四颗卫星的几何距离和卫星的位置信息，通过三角定位方法可以计算出接收器的位置。通常使用的是一种称为“基于伪距的定位”方法，该方法通过最小化伪距观测值与预测伪距之间的残差，来计算接收器的位置。
总结起来，GPS测距定位的基本原理是通过测量卫星信号的传播时间差，计算出接收器与卫星之间的距离，然后通过多颗卫星的距离信息来解 算接收器的位置。这一过程需要准确的卫星位置信息以及接收器和卫星之 间的信号传播速度。同时，由于地球大气层的影响，信号传播速度可能会 发生变化，因此需要对传播速度进行修正。这些修正包括大气层延迟、钟 差和相对论效应等。通过综合这些信息，可以实现高精度的GPS测距定位。
GPS定位测量技术的基本原理和使用方法
GPS定位测量技术的基本原理和使用方法导语： 在现代社会中，GPS定位测量技术已广泛应用于交通、导航、军事等领域。本文将介绍GPS的基本原理和使用方法，深入探讨其在定位测量中的应用。 一、GPS定位测量技术的基本原理 GPS（Global Positioning System），全球定位系统，是一种基于卫星的导航系统。它由一系列卫星、地面控制站和用户接收机组成。GPS的基本原理是通过卫星测距和三角定位来实现定位测量。 1.卫星测距 GPS系统中的卫星通过发射微波信号与接收机进行通信和测距。接收机接收到卫星发送的信号后，通过计算信号的传播时间和接收机的时钟误差，可以得出卫星与接收机之间的距离。 2.三角定位 GPS定位测量利用的核心原理是三角定位。接收机同时与至少三颗卫星通信，并根据卫星与接收机之间的距离来计算自身的位置。三颗卫星的轨道信息和卫星钟差信息通过控制站进行更新，接收机通过与卫星的通信获取这些信息。 3.误差校正 GPS定位测量存在着种种误差，例如大气延迟、钟差误差、多径效应等。为了提高定位的准确性，需要对这些误差进行校正。目前有一些先进的校正方法，如差分GPS、精密定轨等，可以提高定位测量的精度。 二、GPS定位测量技术的使用方法
GPS定位测量技术已广泛应用于交通导航、地质勘探、军事作战等众多领域。下面将以几个具体的应用场景来介绍GPS的使用方法。 1.交通导航 现代汽车配备了GPS定位系统，可以实时获取当前位置和导航信息，帮助驾驶员更准确地到达目的地。用户只需选择目的地，导航系统会计算最佳行驶路线，并提供导航指引，为驾驶员提供最佳的行车路线，避免交通拥堵或迷路。 2.地质勘探 在地质勘探工作中，GPS定位技术被广泛应用于测量地表运动、构造断裂等地质现象。研究人员使用GPS接收机对地表标志物进行定位测量，获取地表的变动信息。通过对地表运动的监测，可以预测地震、地质灾害等自然灾害的发生。 3.军事作战 GPS定位测量技术在军事领域发挥着重要作用。通过GPS接收机，士兵能够获取准确的位置信息，避免在作战中迷失或发生位置错误。军队也利用GPS技术来进行士兵的部署和追踪，提高作战效率和战场指挥能力。 三、GPS定位测量技术的发展趋势 随着科技的不断进步，GPS定位测量技术也在不断发展。以下是一些GPS技术的新趋势： 1.增强型定位技术 目前，GPS技术已经能够在室内定位，但精度和可靠性还有待提高。未来的发展方向是进一步增强定位技术，在复杂环境下实现更高的定位精度和稳定性。 2.混合定位技术
gps的测量原理与应用
GPS的测量原理与应用 简介 全球定位系统（GPS）是一种由卫星系统组成的导航工具，可以提供全球任意 地点的精确定位和导航服务。本文将介绍GPS的测量原理以及其在各个领域的应用。 测量原理 GPS测量原理基于三角测量法，通过测量接收器与卫星之间的距离来计算出接 收器的地理坐标。具体的测量原理如下： 1.卫星发射：GPS卫星发射具有已知时间和位置的信号。 2.接收器接收信号：GPS接收器接收到卫星发射的信号，并记录接收时 间。 3.信号传播时间：通过计算信号从卫星到接收器的传播时间，可以得到 距离。 4.三角测量计算位置：通过同时测量多个卫星与接收器之间的距离，可 以得到接收器的地理坐标。 GPS的测量原理非常精确，可以提供几米到几厘米不等的定位精度，具体精度 取决于接收器和卫星的数量以及接收器的处理算法。 应用领域 汽车导航 GPS在汽车导航系统中被广泛应用。通过将GPS接收器安装在汽车上，并与地图数据进行整合，可以实时显示车辆的当前位置、导航路线以及周边兴趣点等信息。这使得驾驶变得更加方便和安全。 •实时导航：车辆的位置和行驶方向可以实时更新，导航系统可以快速计算出最短或最优路线。 •交通信息：通过与交通监测系统结合，GPS导航系统可以提供实时的交通信息，并根据交通状况进行路线规划，减少交通堵塞。
航空航天 在航空航天领域，GPS被广泛应用于飞机导航和飞行控制系统。通过精确的GPS定位，飞机可以准确地计算自己的位置和速度，提高飞行的安全性和准确性。 •自动驾驶仪系统：GPS可用于自动导航和自动驾驶系统，从而减轻飞行员的工作负担。 •大气层研究：通过使用GPS测量技术，科学家可以监测大气层的变化，并预测天气变化。 地质勘探 GPS在地质勘探领域的应用主要是为了测量地壳运动和地质构造变化。通过安装GPS接收器，并在一段时间内进行连续观测，可以提供地质变化的精确数据，为地质灾害预测、地质构造研究提供基础数据。 •地震研究：通过对多个GPS接收器的观测数据进行分析，可以检测到地壳的微小变化，从而预测地震的风险。 •地质构造：GPS技术可以测量大陆漂移和板块运动，帮助科学家理解地球的地质结构和演化过程。 地图制作 GPS在地图制作领域被广泛使用。通过将GPS接收器绑定在行人、车辆或船只上，可以精确记录运动轨迹，并用于地图标注和地理信息系统（GIS）的创建。 •测绘：通过在地图上标记GPS测量得到的坐标点，可以创建精确的地图。 •位置服务：将GPS与地图数据相结合，可以提供位置服务，如查找最近的餐厅、加油站等。 总结 GPS是一种基于卫星系统的导航工具，通过测量卫星与接收器之间的距离来计算出接收器的地理坐标。GPS在汽车导航、航空航天、地质勘探和地图制作等领域都有广泛的应用。随着技术的发展，GPS定位的精度也在不断提高，未来将在更多领域发挥重要作用。
gps测高原理
gps测高原理 GPS测高原理 引言： GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位的技术，广泛应用于导航、测绘、地理信息系统等领域。除了可以确定位置的经纬度，GPS还可以用来测量高度。本文将介绍GPS测高的原理，并探讨其应用。 一、GPS测高原理 GPS测高主要依靠卫星信号的接收和计算来实现。GPS接收机通过接收来自卫星的信号，计算出接收机与卫星之间的距离，并通过三角测量的方法确定接收机的高度。 1. 接收卫星信号 GPS接收机通过天线接收卫星发射的信号。每颗GPS卫星都会发射包含精确时间信息的信号，接收机通过接收多颗卫星的信号来计算位置和高度。 2. 计算距离 接收机接收到卫星信号后，会通过测量信号的传播时间来计算接收机与卫星之间的距离。由于信号的传播速度是已知的（光速），接收机可以根据接收到信号的时间差来计算距离。
3. 确定接收机高度 通过接收多个卫星的信号，接收机可以获得多组距离数据。利用三角测量的原理，接收机可以确定自身的高度。三角测量的基本原理是，通过知道一个角度和对边的长度，就可以计算出其他两边的长度。在GPS测高中，已知的是接收机与卫星的距离，可以通过计算得到高度。 二、GPS测高的精度和误差 尽管GPS测高具有一定的精度，但也存在一些误差来源。以下是常见的误差来源： 1. 卫星精度误差：卫星的位置精度会影响到测量的精度，因为接收机计算高度时需要依赖卫星的位置信息。 2. 大气延迟误差：卫星信号在穿过大气层时会发生折射，导致信号传播时间增加。这种延迟误差会对测量结果产生一定的影响。 3. 多路径误差：如果卫星信号在传播过程中反射、折射或散射，会导致接收机接收到多个信号源，从而产生多路径误差。 4. 接收机误差：接收机本身的误差也会对测量结果产生影响，这包括接收机的精度、稳定性等因素。 为了降低误差，GPS测高通常会采用差分GPS技术，即通过同时测量一个已知高程点和需要测量的点的距离差来消除误差。
gps基本原理
gps基本原理 GPS（全球卫星定位系统）是一种基于卫星技术的全球定位系统，它 可以通过接收来自卫星的信号，确定地球上任何一个位置的精确坐标。GPS基本原理包括三个方面：卫星轨道、信号传输和接收机。 一、卫星轨道 GPS系统由24颗卫星组成，这些卫星分布在地球轨道上，每颗卫星都维持着一个精确的轨道。这些卫星以大约12小时的周期绕地球旋转，并在不同的高度上运行。这些高度不同的轨道组成了三个不同类型的 轨道：中圆轨道（MEO）、地球同步轨道（GEO）和低圆轨道（LEO）。其中MEO是最常用的一种，它们以高度为20,200公里左右的中心角度偏差为55度左右运行。 二、信号传输 GPS系统通过向空间发射无线电信号来完成定位任务。每个GPS卫星都发射两种不同类型的无线电信号：L1频段和L2频段。L1频段是1575.42 MHz，L2频段是1227.60 MHz。这些无线电信号在传输过 程中会受到大气层、建筑物和其他物体的干扰。因此，GPS系统采用 了一种称为“传输码”的技术来纠正这些干扰。传输码是一种特殊的
编码方式，它能够将原始信号变成一种更加稳定和可靠的信号。 三、接收机 GPS接收机是用于接收卫星信号并计算位置信息的设备。GPS接收机通过接收来自多颗卫星的信号，并计算出每颗卫星与接收机之间的距离。通过测量多个卫星与接收机之间的距离，GPS系统可以确定接收机所在位置的精确坐标。 总结 GPS基本原理包括卫星轨道、信号传输和接收机。GPS系统由24颗卫星组成，它们以不同高度和轨道运行，并发射两种不同类型的无线电信号：L1频段和L2频段。这些无线电信号在传输过程中会受到干扰，因此采用了传输码技术来纠正这些干扰。GPS接收机通过测量多个卫星与接收机之间的距离，可以确定接收机所在位置的精确坐标。
GPS定位原理
GPS定位原理 GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位和导航技术提供精确位 置信息的系统。它由一组位于地球轨道上的卫星、地面控制站和接收 器组成。通过接收卫星发射的信号，GPS接收器能够确定接收器的精 确位置，并根据该位置提供导航和定位服务。 1. GPS系统组成 GPS系统由三个主要组成部分构成：空间部分、控制部分和用户部分。 1.1 空间部分 空间部分由一组位于轨道上的卫星组成，它们以近乎圆形的轨道绕 地球运行。目前，GPS系统通常由24颗卫星组成，它们均匀地分布在 6个不同的轨道上。这些卫星以精确的时间进行通信，向地面传输信号。 1.2 控制部分 控制部分由一组地面控制站组成，用于监控卫星的运行状态并保证 其正常工作。这些控制站负责精确测量卫星位置和时钟误差，并向卫 星发送修正信号来校正轨道和时钟偏差。 1.3 用户部分 用户部分由GPS接收器组成，它们可以接收来自卫星的信号并计算出接收器的位置。这些接收器通常是手持设备、车载设备或集成在其
他导航工具中的模块。用户部分根据接收到的信号计算出接收器与卫 星之间的距离，并使用三角定位原理确定位置。 2. GPS定位的核心原理是三角定位。三角定位基于测量从GPS接收器到至少三颗卫星的距离，并使用这些距离来计算出接收器的位置。 2.1 距离测量 GPS接收器通过接收卫星发射的信号来测量到每颗卫星的距离。这 些信号是以电磁波的形式传输的，其中包括卫星的唯一标识符、发射 时间和导航数据。接收器接收到信号后，根据信号的传播时间和速度 计算出距离。 2.2 定位计算 通过测量到至少三颗卫星的距离，GPS接收器可以使用三角定位原 理计算出其位置。三角定位基于测量信号传播时间和速度之间的关系，使用来自多颗卫星的测量结果交叉计算出接收器的位置。 2.3 时间同步 为了保证定位的准确性，GPS接收器需要与卫星保持时间同步。卫 星传输的信号中包含了卫星的发射时间，接收器接收到信号后，可以 计算出信号传播的时间。通过比较接收器计算的传播时间与卫星的发 射时间之间的差异，接收器可以校正时间偏差，并提高定位的准确性。 3. GPS定位应用
测量学gps的原理
测量学gps的原理 全球定位系统（GPS）是通过一组卫星和地面设备来确定地球上任意位置的系统。GPS系统的原理基于三个主要组成部分：卫星部分、地面控制部分和用户接收机。 卫星部分是GPS系统的核心组成部分。目前，GPS系统由约30颗运行于中轨道的卫星组成，这些卫星分布在不同的轨道上以及不同的高度上。这些卫星以恒定速度绕地球运行，每颗卫星大约两个小时绕地球一周。这些卫星通过无线电信号向地面发送精确的时间和卫星位置数据。相当数量的卫星同时可见于地面接收站，以确保接收到多个卫星的信号。 地面控制部分负责监控和维护卫星系统的运行。这部分由一系列地面控制站和监测站组成。地面控制站负责跟踪卫星的运动路径，监测卫星的健康状态，并计算卫星轨道的修正。通过精确的计算，地面控制部分可以将精准的时间和位置数据发送给卫星，以确保卫星发送的信息是准确的。 用户接收机是GPS系统的最后一部分。这些接收机可以接收来自GPS卫星的信号，并计算接收机与每颗卫星之间的距离。用户接收机至少需要接收到4个以上的卫星信号才能精确定位，因为接收机需要从卫星发送的信号中获取时间信息以及卫星的位置信息。接收机还会考虑地球曲率、大气等因素对信号传输的影响。 GPS接收机使用时间差测量（TDOA）来计算接收机与每颗卫星之间的距离。接
收机接收到每颗卫星的信号后，会测量信号从卫星发射到接收机所需的时间，并将其乘以光速来计算距离。由于接收机与卫星之间的距离是球状的，因此接收机需要从多个卫星接收到信号来交叉计算，以确定其具体位置。 一旦接收机获得了与多颗卫星的距离信息，它会将这些信息发送给计算机处理。计算机通过三角测量原理来计算接收机的精确位置。三角测量原理是基于接收机与至少三颗卫星之间的距离来确定接收机的位置。通过在地球上绘制这些圆心位于卫星的圆，并找到其中的交叉点，可以确定接收机的位置。当接收机接收到第四颗卫星的信号时，可以通过确定的位置来验证这个计算结果的准确性，从而提高了精确度。 需要注意的是，GPS的精确度受到一些因素的影响，包括大气条件、信号被阻挡的程度以及接收机的质量等。因此，在条件恶劣、信号受阻的环境下，GPS 的精确度可能会降低。 综上所述，GPS原理主要基于卫星发送精确的时间和位置数据，接收机通过接收卫星信号并计算与卫星之间的距离，最终确定接收机的准确位置。通过使用多个卫星的信号交叉计算，GPS可以在全球范围内提供高精度的定位服务。
GPS测量技术的原理和方法
GPS测量技术的原理和方法 导语：在现代社会中，全球定位系统（GPS）已经成为了人们生活中不可或缺 的一部分。它可以应用于各种领域，包括地理测量、导航、气象预报等。那么，GPS是如何实现测量的呢？本文将深入探讨GPS测量技术的原理和方法。 一、GPS测量的基本原理 GPS是由一组在地球轨道上的卫星和接收器组成的系统，主要用于测量接收器 与卫星之间的距离。基本原理是通过计算接收器与卫星之间的时差，从而得出距离。这种距离测量是基于卫星发射的精确信号和接收器接收到的信号之间的时间差来计算的。 1.1 卫星信号发射与接收 为了使GPS测量成功，至少需要4颗卫星发射信号。这些信号是通过卫星上 的高精度原子钟发射并传播到地球上的接收器。接收器接收到信号后，会进行解码和计算。 1.2 时差计算与距离测量 接收器和卫星之间的信号传播速度是已知的，为了计算接收器与卫星之间的距离，需要测量信号的传播时间。接收器会与卫星的时钟进行同步，并记录下信号的到达时间。通过计算信号传播的时间差，可以得到接收器与卫星之间的距离。 1.3 多颗卫星距离组合计算 通过同步接收多颗卫星发射的信号，并利用距离测量的原理，可以得到接收器 与多颗卫星之间的距离。这些距离可以用于计算接收器的精确位置。 二、GPS测量的方法
除了基本原理外，GPS测量还有一些技术和方法，可以提高测量的精度和准确性。 2.1 差分GPS测量 差分GPS测量是一种用于提高测量精度的方法。其原理是将一个已知精确位 置的参考站和待测站同时观测相同的卫星信号，并计算两个接收器之间的距离差。通过这种方式，可以减小由于大气延迟等误差引起的误差，从而提高测量的准确性。 2.2 实时运动定位 GPS也可以用于实时运动定位。通过在移动目标上安装GPS接收器，可以实 时获取目标的位置信息，并通过计算速度和方向来确定目标的运动状态。这种方法在航空、航海等领域具有广泛的应用。 2.3 动态姿态测量 动态姿态测量是指通过GPS测量目标的姿态、倾斜角度等信息。通过在目标 上安装多个接收器，可以同时接收多个卫星信号，从而计算出目标的倾斜角度和姿态。这种方法在机器人、航空航天等领域有着重要的应用价值。 2.4 新兴技术的应用 随着科技的不断进步，一些新兴技术也逐渐应用于GPS测量中。例如，利用 无人机进行测量，可以覆盖更大的测量范围，并提高测量的灵活性和效率。同时，通过与其他传感器结合，如激光测距仪、惯性导航系统等，可以进一步提高测量的准确性。 结语： GPS测量技术在现代社会中已经发挥着重要的作用。它不仅可以在导航和地理 测量中提供准确的位置信息，而且在气象预报、科学研究等领域也具有广泛的应用
gps测量原理及应用的总结知识
GPS测量原理及应用的总结知识 1. GPS简介 GPS全称为全球定位系统 (Global Positioning System)，是由美国国防部研发的 一种全球导航卫星系统。它通过一组卫星和地面控制站，为地球上任何地点提供高精度的定位、导航和时间服务。 2. GPS测量原理 GPS测量原理是基于三角测量和时间测量的原理。GPS接收器通过接收多颗卫 星发送的信号，测量信号的传输时间、频率差等信息，然后利用这些信息计算出接收器所在位置的经度、纬度和海拔高度等信息。 3. GPS测量的基本原理 GPS测量的基本原理是通过测量卫星信号的传输时间和信号频率的差异来计算 接收器与卫星的距离，然后使用多个卫星的距离信息进行三角定位，从而得到接收器的位置。 具体的GPS测量原理包括以下几个步骤： 1.卫星发射信号：卫星发射精确的信号，并携带有关时间和位置的信息。 2.接收器接收信号：GPS接收器接收到卫星发射的信号。 3.信号传输时间测量：接收器通过测量信号的传输时间来计算接收器与 卫星之间的距离。 4.多个卫星测距：通过同时接收多个卫星的信号并计算距离，可以得到 接收器的三维位置。 5.误差校正：GPS测量中会存在各种误差，如大气延迟、钟差等，需要 进行误差校正以提高测量的准确性。 4. GPS测量的应用 GPS测量在各个领域都有广泛的应用，以下列举了几个主要的应用领域： 4.1 航空航天 GPS测量在航空航天领域是非常重要的。航空器可以通过GPS定位和导航系统来确定自身的位置和航向，实现飞行路径的规划和控制，并提供精确的导航和着陆服务。
4.2 地理测绘和地图制作 GPS测量可以用于测绘和地图制作。通过GPS接收器的定位功能，可以快速准确地测量地面点的经纬度和海拔高度，然后将这些数据用于地图的绘制和制作。 4.3 交通导航 GPS测量被广泛应用于交通导航系统中。车辆装配GPS接收器后，可以通过导航设备来获取最佳行驶路径、实时交通信息等，提供方便的导航服务。 4.4 农业 在农业领域，GPS测量可以用来进行土壤采样、农作物生长监测、喷灌系统的 精确控制等。通过准确定位的数据，农民可以更好地管理土地，提高农作物产量和质量。 4.5 野外探险和户外活动 GPS测量在野外探险和户外活动中发挥着重要作用。通过GPS接收器，人们可以确定自己的位置和目的地的位置，避免迷失和走错路线，提高安全性和导航能力。 4.6 科学研究 科学研究领域也广泛应用GPS测量。地质学家可以利用GPS技术来监测地壳 运动和地震活动；气象学家可以利用GPS数据来研究大气层的膨胀和收缩；生物 学家可以利用GPS来追踪和研究动物的迁徙和行为等。 5. GPS测量的局限性和挑战 尽管GPS测量在许多领域有广泛的应用，但也存在一些局限性和挑战。 首先，GPS测量在室内和密闭环境下的性能可能会受到限制，因为卫星信号可 能无法穿透建筑物或其他障碍物。 其次，大气条件和天气因素，如云层、大雨、雪等，可能会影响GPS信号的传输和接收质量，从而影响测量的准确性。 此外，恶意干扰和破坏可能会对GPS测量和导航系统造成影响，例如GPS屏 蔽器的使用可能导致信号干扰和呼叫中断。 此外，GPS信号在经纬度精度、高度测量和时间同步等方面仍存在改进的空间，需要继续研究和技术创新。
GPS基本测量原理
第一章GPS基本测量原理 GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。 第一节 GPS的组成 GPS计划始于1973年，已于1994年进入完全运行状态(FOC)。GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成： ∙空间部分 GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12恒星时。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS 用户正是利用这些信号来进行工作的。 ∙控制部分 GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站有一个，位于美国克罗拉多（Colorado）的法尔孔（Falcon）空军基地，它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的
工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能。监控站有五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态；注入站有三个，它们分别位于阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。 ∙用户部分 GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS系统。 第二节GPS信号及观测值 GPS信号 GPS卫星发射两种频率的载波信号，即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波，它们的频率分别是基本频率10.23MHz的154倍和120倍，它们的波长分别为19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分别调制着多种信号，这些信号主要有： ∙C/A码 C/A码又被称为粗捕获码，它被调制在L1载波上，是1MHz的伪随机噪声码（PRN码），其码长为1023位（周期为1ms）。由于每颗卫星的C/A码都不一样，因此，我们经常用它们的PRN号来区分它们。C/A码是普通用户用以测定测站到卫星间的距离的一种主要的信号。 ∙P码 P码又被称为精码，它被调制在L1和L2载波上，是10MHz的伪随机噪声码，其周期为七天。在实施AS时，P码与W码进行模二相加生成保密的Y 码，此时，一般用户无法利用P码来进行导航定位。 ∙Y码 见P码。 ∙导航信息 导航信息被调制在L1载波上，其信号频率为50Hz，包含有GPS卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一些系统参数。用户一般需要利用此导航信息来计算某一时刻GPS卫星在地球轨道上的位置，导航信息也被称为广播星历。GPS观测值 在GPS定位中，经常采用下列观测值中的一种或几种进行数据处理，以确定出待定点的坐标或待定点之间的基线向量： ∙L1载波相位观测值 ∙L2载波相位观测值（半波或全波） ∙调制在L1上的C/A码伪距 ∙调制在L1上的P码伪距 ∙调制在L2上的P码伪距 ∙L1上的多普勒频移 ∙L2上的多普勒频移 实际上，在进行GPS定位时，除了大量地使用上面的观测值进行数据处理以外，还经常使用由上面的观测值通过某些组合而形成的一些特殊观测值，如宽巷观测值
GPS测量基本原理
GPS测量基本原理D
误差约为10cm，C/A 码定位误差为20~30m），但因其有定位速度快，且无多值性问题等优点，仍然是GPS定位系统进行导航的最基本的方法。同时，所测伪距又可以作为载波相位测量中解决整波数不确定性问题（模糊度）的辅助资料。因此，有必要了解伪距测量以及伪距法定位的基本原理。 2.1 伪距测量 GPS卫星依据自己的时钟发出某一结构的测距码，该测距码经过τ时间的传播后的到达接收机。接收机在自己的时钟控制下产生一组结构完全相同的测距码——复制码，并通过时延器使其延迟时间τ’将这两组测距码进行相关处理，若自相关系数R（τ’）≠1，则继续调整延迟时间τ’直至自相关系数R（τ’）=1为止。使接收机所产生的复制码与接收到的GPS卫星测距码完全对齐，那么其延迟时间τ’即为GPS卫星信号从卫星传播到接收机所用的时间τ。GPS卫星信号的传播时一种无线电信号的传播，其速度等于光速c，卫星至接收机的距离即为τ’与c的乘积。 为什么采用码相关技术来确定伪距呢？ GPS卫星发射出的测距码是按照某一规律排列的，在一个周期内每个码对应某一特定的时间。应该说识别出每一个码的形状特征，即用每个码的某一标志推算出时延值τ进行伪距测量。但实际上每个码在产生过程中都带有随机误差，并且信号经过长距离传播后也会产生在自相关系数R（τ’）=MAX的情况下来确定信号的传播时间τ。这样就排除了随机误差的影响，实质上就是采用了多个码特征来确定τ的方法。由于测距码和复制码在产生的过程中均不可避免地带有误差，而且测距码在传播过程中还会由于各种外界干扰而产生形变，因而自相关系数往往不可避免地带有误差，而其自相关系数不可能达到“1”，只能在自相关系数为最大的情况下来确定伪距，也就是本地码和接收码基本上对齐了。这样可以最大幅度地消除各种随机误差的影响，以达到提高精度的目的。 测定自相关系数R（τ’）的工作由接收机锁相环路中的相关器和积分器来完成。如下图由卫星钟控制的测距码α（t）在GPS时间t时刻自卫星天线发出，经传播延迟τ到达GPS接收机，接收机所接收到的信号为α（t-τ）。由接收机钟控制的本地码发生器产生一个与卫星发播相同的本地码α’（t+Δt），Δt为接
GPS测量原理
GPS测量原理 GPS测量原理是一种利用全球定位系统（GPS）进行测量的技术原理。GPS是由一组卫星系统组成的，可以提供全球范围内的位置、速度和时间信息。GPS测量原理基于卫星与接收器之间的信号传输和时间延迟的测量。 首先，GPS测量原理涉及到卫星和接收器之间的信号传输。GPS系统由24颗运行在轨道上的卫星组成，这些卫星以固定的轨道和速度绕地球运行。接收器通过接收卫星发射的无线电信号来确定其位置。 在GPS测量中，接收器会同时接收多颗卫星发射的信号。每颗卫星都会发送包含卫星位置和时间信息的信号。接收器通过测量接收到信号的时间差来计算卫星与接收器之间的距离。这个时间差是通过测量信号从卫星到接收器的传播时间来得到的。 接收器还需要知道卫星的精确位置，以便计算接收器与卫星之间的距离。卫星的位置信息是通过GPS控制段中的地面站测量和计算得到的。这些地面站会跟踪卫星的轨道并计算其位置，然后将这些信息上传到卫星中。 通过测量多颗卫星与接收器之间的距离，接收器可以确定自身的位置。这个过程称为三角测量，基于三个或更多卫星的位置信息来计算接收器的位置。接收器使用卫星的位置和距离信息来计算自身与每颗卫星之间的球面距离，然后通过交叉点来确定自身的位置。 除了位置信息，GPS测量原理还可以用来计算速度和时间。速度可以通过测量接收器与卫星之间的距离变化来计算。时间可以通过测量信号传播的时间来计算，GPS系统中的卫星会以非常精确的时间进行同步。 总结起来，GPS测量原理是通过测量卫星与接收器之间的信号传输和时间延迟来确定位置、速度和时间的一种技术原理。通过接收多颗卫星发射的信号并计算其
与接收器之间的距离，可以确定接收器的位置。这种技术在航海、地理测量、导航和定位等领域具有广泛的应用。