《测量学》课程教学课件（PPT讲稿）GPS测量的原理与应用

GPS测量的原理与应用H2025年6月30日

1 2025年6月30日 GPS测量的 原 理 与 应 用

GPS基础教程基本原理2025年6月30日

2 2025年6月30日 基 本 原 理 GPS基础教程

GPS基础教程索引一一第一部分传统测量技术的缺陷·载波相位测量GPS优势选择可用性技术SelectiveGPS的主要特性Availability(SA)GPS系统的组成误差来源差分GPS距离测定的基本原理点位测定的基本原理（初始）整周未知数整周未知数的解算GPS的信号结构精度因子测距码伪距测量要点小结2025年6月30日

3 2025年6月30日 GPS基础教程 • 传 统 测 量 技 术 的 缺 陷 • GPS 优 势 • GPS 的 主 要 特 性 • GPS 系 统 的 组 成 • 距 离 测 定 的 基 本 原 理 • 点 位 测 定 的 基 本 原 理 • GPS 的 信 号 结 构 • 测 距 码 伪 距 测 量 • 载 波相 位 测 量 • 选 择 可 用 性 技 术 Selective Availability(SA) • 误 差 来 源 • 差 分 GPS • (初始)整 周 未 知 数 • 整 周 未 知 数 的 解 算 • 精 度 因 子 • 要 点 小 结 索引 ——第一部分

GPS基础教程传统测量技术的缺陷与传统的陆上测量技术相比GPS具有许多优势·传统大地测量技术依赖于测站点至目标点的通视情况一如果视线方向有障碍物，则必须绕道测量一般来说传统方式的距离测量被限制在5Km左右气候因素限制着传统测量的运作。如雾，雨等2025年6月30日

4 2025年6月30日 • 与 传 统 的 陆 上 测 量 技 术 相 比 GPS 具 有 许 多 优 势 • 传 统 大 地 测 量 技 术 依 赖 于 测 站 点 至 目 标 点 的 通 视 情 况 – 如 果 视 线 方 向 有 障 碍 物， 则 必 须 绕 道 测 量 • 一 般来说 传 统 方 式 的 距 离 测 量 被 限 制 在 5 Km 左 右 • 气 候 因 素 限 制 着 传 统 测 量 的 运 作。如 雾，雨 等 传 统 测 量 技 术 的 缺 陷 GPS基础教程

GPS基础教程优势GPS不受气候条件的限制无须通视要求可进行高精度大地测量能实现全天候测量运作省时省力一经济效益明显坐标系统通用应用领域广泛具有竞争力的价格2025年6月30日

5 2025年6月30日 • 不 受 气 候 条 件 的 限 制 • 无 须 通 视 要 求 • 可 进 行 高 精 度 大 地 测 量 • 能 实 现 全 天 候 测 量 运 作 • 省 时 省 力 – 经 济 效 益 明 显 • 坐 标 系 统 通 用 • 应 用 领 域 广 泛 • 具 有 竞 争 力 的 价 格 GPS 优 势 GPS基础教程

GPS基础教程GPS的主要特性GPS系统的完善受控于美国国防部GPS系统可提供精确导航导航精度约为10-20m全球信号覆盖24小时工作服务行普通座标系统中的测量工作计划用GPS系统取代现有的导航系统GPS系统可应用于民用及军事领域2025年6月30日

6 2025年6月30日 • GPS 系 统 的 完 善 受 控 于美 国 国 防 部 • GPS 系 统 可 提 供 – 精 确 导 航 • 导 航 精 度 约 为 10 - 20 m – 全 球 信 号 覆 盖 – 24 小 时 工 作 服 务 – 普 通 座 标 系 统 中 的 测 量 工作 • 计 划 用 GPS 系 统 取 代 现 有 的 导 航 系 统 • GPS 系 统 可 应 用 于 民 用 及军 事 领 域 GPS 的 主 要 特 性 GPS基础教程

GPS基础教程GPS系统的组成空间部分导航卫星：导航信息卫星时和卫星钟24颗卫星20200Km不1控制部分+个个用户设备部分1个主控站5个监控站接受卫星信号2025年6月30日

7 2025年6月30日 控 制 部 分 1 个 主 控 站 5 个 监 控 站 空 间 部 分 导 航 卫 星 : 导 航 信 息 卫 星 时 和 卫 星 钟 24 颗 卫 星 20200 Km 用 户 设 备 部 分 接 受 卫 星 信 号 GPS 系统的组成 ` GPS基础教程

GPS基础教程空间部分12小时绕轨道一周一可见时间为4-5小时24颗卫星分布在互为55度交角的6·设计寿命为7.5年个轨道平面上，每个轨道·卫星种类区分面上布有4颗卫星Block1(一代),Block2,2A(二代）,Block2R，2F（三代）卫星高约20200Km店2025年6月30日

8 2025年6月30日 空 间 部 分 • 24 颗 卫 星 • 分 布 在 互 为 55 度 交 角 的 6 个 轨 道 平 面 上， 每 个 轨 道 面 上 布 有 4 颗 卫 星 • 卫 星 高 约 20200 Km • 12 小 时 绕 轨 道 一 周 – 可 见 时 间 为 4-5 小 时 • 设计寿命为 7.5 年 • 卫 星 种类 区 分 – Block 1(一 代),Block 2, 2A(二 代), Block 2R，2 F(三 代) 赤 道 55 GPS基础教程

4GPS卫星24颗卫星（21+3）6个轨道平面55轨道倾角20200km轨道高度（地面高度）12小时（恒星时）轨道周期5个多小时出现在地平线以上（每颗星）目前在轨实际运行的卫星个数已经超过32颗2025年6月30日

9 2025年6月30日 • 24颗卫星(21+3) • 6个轨道平面 • 55º轨道倾角 • 20200km轨道高度(地面高度) • 12小时(恒星时)轨道周期 • 5个多小时出现在地平线以上(每颗星) • 目前在轨实际运行的卫星个数已经超过32颗 4 GPS卫星

GPS基础教程控制部分主控站负责收集由监控站传来的卫星跟踪数据并计算卫星星历和时间参数5个监控站负责对卫星伪距数据的观测这一卫星跟踪监测网用于确定卫星广播星历及卫星钟模式地面控制站一负责向卫星注入信号2025年6月30日10

10 2025年6月30日 控 制 部 分 • 主 控 站 – 负 责 收 集 由 监 控 站 传 来 的 卫 星 跟 踪 数 据 并 计 算 卫 星 星 历 和 时 间 参 数 • 5 个 监 控 站 – 负 责 对 卫 星 伪 距 数 据 的 观 测， 这 一 卫 星 跟 踪 监 测 网 用 于 确 定 卫 星 广 播 星 历 及 卫 星 钟 模 式 – 地 面 控 制 站 – 负 责 向 卫 星 注入信 号 GPS基础教程