平顶山工学院：《测量学》课程教学资源（教案讲义）第十三章 GPS全球卫星定位系统简介

第十三章GPS全球卫星定位系统简介 教学目标: 使学生对GPS这种新仪器的原理及使用方法有所了解 重点与难点: GPS的静态定位、动态定位的概念。 课程内容: 第十三章GPS全球卫星定位系统简介 一.GPS的定义及历史 1.定义 全球定位系统GPS( Global Position System),是一种可以授时和测距的空间 交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置,三维 速度和时间信息 2.GPS的产生与发展一一由 TRANSIT到GPS 1957年10月第一颗人造地球卫星上天,天基电子导航应运而生 美国1964年建成子午卫星导航定位系统( TRANS IT) 美国从1973年开始筹建全球定位系统,1994年全部建成,投入使用。 GPS的组成 1.空间部分。由21颗工作卫星和3颗备用卫星 2.地面控制部分。其由1个主控站,5个监控站和3个注入站组成 3.用户接收机部分。GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。大地型接收机 又分单频型(L1)和双频型(L1,L2)

第十三章 GPS 全球卫星定位系统简介 教学目标： 使学生对 GPS 这种新仪器的原理及使用方法有所了解。 重点与难点： GPS 的静态定位、动态定位的概念。 课程内容： 第十三章 GPS 全球卫星定位系统简介 一． GPS 的定义及历史 1．定义 全球定位系统 GPS（Global Position System）,是一种可以授时和测距的空间 交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维 速度和时间信息。 2．GPS 的产生与发展——由 TRANSIT 到 GPS 1957 年 10 月第一颗人造地球卫星上天，天基电子导航应运而生 美国 1964 年建成子午卫星导航定位系统(TRANSIT)。 美国从 1973 年开始筹建全球定位系统， 1994 年全部建成，投入使用。 二．GPS 的组成 1．空间部分。由 21 颗工作卫星和 3 颗备用卫星。 2．地面控制部分。其由 1 个主控站，5 个监控站和 3 个注入站组成。 3．用户接收机部分。GPS 接收机的基本类型分导航型和大地型。大地型接收机 又分单频型（L1）和双频型（L1，L2）

三.GPS定位方法分类 1.定位方法的分类 (1)绝对定位—确定观测点在WGS-84系中的坐标,即绝对位置。 (2)相对定位—确定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标,即相对位置。 后处理定位 相对定位 静态(相对)定位 动态(相对)定位 实时动态定位(RTK) 四.GPS的后处理定位方法 目前在工程中,广泛应用的是相对定位模式。其后处理定位方法有:静态定 位和动态定位。 1.静态相对定位 (1)方法:将几台GPS接收机安置在基线端点上,保持固定不动,同步观测4 颗以上卫星。可观测数个时段,每时段观测十几分钟至1小时左右。最后 将观测数据输入计算机,经软件解算得各点坐标 (2)用途:是精度最髙的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、 工程测量。 (3)精度:可达到(5mm+lppm) 2.动态相对定位 (1)方法:先建立一个基准站,并在其上安置接收机连续观测可见卫星,另 一台接收机在第1点静止观测数分钟后,在其他点依次观测数秒。最后 将观测数据输入计算机,经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业

三．GPS 定位方法分类 1．定位方法的分类 （1）绝对定位——确定观测点在 WGS-84 系中的坐标，即绝对位置。 （2）相对定位——确定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标，即相对位置。 后处理定位 相对定位 静态（相对）定位 动态（相对）定位 实时动态定位（RTK） 四．GPS 的后处理定位方法 目前在工程中，广泛应用的是相对定位模式。其后处理定位方法有：静态定 位和动态定位。 1．静态相对定位 （1） 方法：将几台 GPS 接收机安置在基线端点上，保持固定不动，同步观测 4 颗以上卫星。可观测数个时段，每时段观测十几分钟至 1 小时左右。最后 将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。 （2） 用途：是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、 工程测量。 （3） 精度：可达到（5mm+1ppm） 2．动态相对定位 （1） 方法：先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另 一台接收机在第 1 点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后 将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业

范围一般不能超过15km。 (2)用途:适用于精度要求不高的碎部测量。 (3)精度:可达到(10~20mm+lppm) 图一:静态相对定位模式 图二:动态相对定位模式 五.GPS实时动态定位(RTK)方法 1.RTK工作原理及方法 与动态相对定位方法相比,定位模式相同,仅要在基准站和流动站间増加 套数据链,实现各点坐标的实时计算、实时输出。 基准站戏测数据 通讯设备 基准站 观怕信 实时解算两站之间基浅 实时解算流动站G-4坐标,并将 其转换为国家坐标或工程坐标。 2.RTK用途 适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量。 3.作业范围:目前一般为10km左右。 4.精度:可达到(10-20mm+lpm) 课后作业

范围一般不能超过 15km。 （2） 用途：适用于精度要求不高的碎部测量。 （3） 精度：可达到（10~20mm+1ppm） 图一：静态相对定位模式 图二：动态相对定位模式 五．GPS 实时动态定位（RTK）方法 1．RTK 工作原理及方法 与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一 套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。 2．RTK 用途 适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量。 3．作业范围：目前一般为 10km 左右。 4．精度：可达到（10~20mm+1ppm） 课后作业: