GPS

用户设备部分——GPS信号

高定位精度: 在50公里之内可达10-6，观察时间短: 在20公里之内相对静止的定位，站点之间仅15〜20分钟，无需看: 仅在站点上方开放. 可以提供三维坐标，时间和速度: 经典的大地测量学分别测量平面和高程，而GPS可以同时确定点的三维坐标. 易于操作的全天候操作: 24小时. ，应用广泛

地球坐标系: 描述地面观测站的位置. 坐标系随地球旋转. 通常使用空间直角坐标系进行坐标变换.

为什么要在空间中选择直角坐标系？

任何一点的空间位置可以通过该点在三个坐标平面（X，Y，Z）上的投影来唯一确定. 通过坐标平移gps接收模块工作原理，旋转和比例转换，可以方便地将点的位置从坐标系转换为另一个坐标系.

与空间直角坐标系相对应的大地坐标系（B，L，H）在坐标表示形式上有所不同，基本上完全等效，并且可以在两者之间转换.

坐标原点的位置. 三个轴的方向. 长度单位

七个参数

GPS坐标与我国北京54（西安80）坐标之间的转换流程图:

统一的全球时间原点和高精度时标.

原因:

时间测量的精度表示空间位置的精度. GPS定位通过测量电磁波信号的传播时间来测量站点与恒星之间的距离. 第一定律: 卫星运动的轨道是一个椭圆，椭圆的焦点与​​地球的质心重合. 第二定律: 从卫星到地球中心的距离在相同的时间内扫描相同的区域. 第三定律: 卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的三次方之比是一个常数.

相机功率

开普勒运动

六个音轨参数

卫星轨道的形状

描述某一时刻卫星轨道的信息

定义: 包含通过卫星发送给用户接收机的轨道信息的导航消息信号

内容: 总共17个星历参数.

功能:

预报星历的准备和传输过程:

定义: 它是根据地面跟踪站的精确观测数据计算得出的，不包括外推的测量星历.

优点: 轨道参数非常精确，也称为精密星历.

缺点: 不能实时

后处理星历的编制和传输过程:

用户用于定位和导航的.

遥测代码: 位于每个子帧的开始，它指示卫星注入数据的状态. 转换代码: 位于每个子帧的第二个字代码中，它为用户提供了一个时间计数（Z），以从捕获的C / A代码转换为捕获的P代码. 第一数据块: 位于第一子帧的第3至第10字码中. 第二数据块: 包含第二和第三子帧，其内容代表GPS卫星的星历. 第三个数据块: 包含第4和第5个子帧，包括所有GPS卫星的年历数据. 它可以帮助用户选择正常工作的定位卫星.

测量或消除电离层效应引起的延迟误差

将GPS信号中极其危险的电磁波能量转换为相应的电流

放大GPS信号电流. 为了方便接收机跟踪，处理信号的两侧.

逆变器和中频放大器

通过GPS前置放大器的信号仍然很弱，以使通道获得稳定的高增益，并使L波段射频信号变为低频信号. 使用变频器

信号通道

搜索卫星，牵引和跟踪卫星以解扩广播消息数据信号，解调广播消息以进行伪距测量，载波相位测量和多普勒频移测量

在某个时刻，GPS同时接收四个以上的GPS卫星信号，测量从GPS到GPS卫星的距离，并根据空间方法计算出站点的位置交集.

到获得结果的时间

根据站点的移动状态

根据接收者的数量

时间t的确定:

启用

实际上不可能，只能做到

这两个代码不能完全对齐，从而导致时间错误.

如果已知要测量的距离小于测距码的波长，则n = 0

定义信号被其他物体阻挡的原因；大功率电磁场干扰；停电或接收机故障（无法修复周期滑动，需要重）修复方法屏幕扫描方法多项式拟合方法gps接收模块工作原理，找出卫星双频观测值之间的差异修复周滑动修复周滑动基于调整后的残差

绝对定位

当天线静止时确定观测站坐标的方法称为静态绝对定位.

这时，可以在不同时期连续观察不同的卫星，以确定从卫星到观测站的伪距，以获得足够的冗余观测. 测量后，通过数据处理获得观测站的绝对坐标.

相对定位

至少使用两个GPS同时观察同一颗GPS卫星，以确定两个的天线之间的相对位置（坐标差）.

应用

为什么要进行单差观测？

不同的观测同一颗卫星，并发现不同的之间存在差异，这可以消除信号传播的误差（对流层，电离层等的误差）. 单差观测的目的是减少错误的影响并改善定位. 结果的准确性.

优点: ①可以消除卫星时钟差的影响；

②减弱星历误差的影响；

③可以减弱电离层和对流层的影响.

可以消除接收机之间时钟差异的影响.

有效的效果（过程中的不准确所造成的影响）

差分GPS定位技术是将GPS放置在基站上进行观察. 根据参考站的已知精确坐标，计算从参考站到卫星的距离的校正数，并且该校正数由参考站实时发送. 用户在接收GPS观测数据的同时，还接收参考站的校正号并对其定位结果进行校正，从而提高了定位精度.

差分GPS可以分为:

局部差异与多个参考站的广域差异

GPS定位存在三个错误:

首先，多个共有的错误，例如卫星时钟错误和星历错误；

第二个是传播延迟误差，例如: 电离层误差和对流层误差；

第三是的固有误差，例如: 内部噪声，通道延迟和多径效应.

通过差分定位，可以完全消除误差的第一部分，并且可以很大程度上消除误差的第二部分（取决于参考站到用户的距离）.

消除:

消除:

消除:

消除:

消除:

消除:

对流层或电离层都与高度角有很大的关系，正上方的冲击最小，水平方向最大. 高度角越大越好.

消除:

消除:

消除:

其他效果

地球潮汐: 海洋潮汐，固体潮汐潮汐潮汐: 与地球内部质量的不均匀分布有关，与地球重力有关. 对距离测量的影响: 基于GPS测量规格的1.0m设计: 主要参考国家，城市和行业标准. 测量任务书: 网格的设计必须符合相关标准并满足任务要求. 基准设计位置基准: 从给定起点确定方位角基准: 从给定边缘的给定方位角确定基准数据: 测距仪测量的基线边缘，GPS基线边缘或

两个起点之间的距离决定了观察周期: 从观测站开始接收卫星信号直到观察停止并继续工作的时间段. 同时观测: 两个或多个接收机同时对同一组卫星进行的观测. 同步观测环: 由同时观察三个或更多获得的基线向量形成的闭环. 独立观察环: 由独立观察获得的基线向量形成的闭环. 异步观察环: 在构成多边形环的所有基线向量中，只要存在异步观察基线向量，该多边形环就称为异步观察环. 独立基线: 对于由N个GPS组成的同步观测环，存在J个同步观测基线，其中独立基线的数量为N-1. 非独立基准: 除独立基准外，基准总数与独立基准数之间的差是非独立基准数. 整个网络的观察期总基线数必要基线数独立基线数额外基线数

该点应放置在视野开阔且易于安装仪器的地方；该点目标很明显，并且在视场周围15°以上没有障碍物；该点应与大功率设备相距200m以上；不小于50m；该点附近没有大面积的水，也没有强烈的信号干扰以避免信号衰减;选点方便运输，有利于其他观测方法的扩展和联合测量；地基稳定，易于保存；该图形应有利于同时观察边缘和点接缝测量；使用旧点时，应检查旧点的稳定性，完整性和安全性；

a）接收机关闭并重新启动;

b）执行自检;

c）更改卫星仰角;

d）更改数据采样间隔;

e）改变天线的位置;

f）按功能键，例如关闭文件和删除文件.

数据收集: GPS接收机可获取卫星伪距，载波相位和卫星星历等数据.

GPS数据处理: 从原始观测值获得最终的测量和定位结果.

基准解决方案:

读取原始观测数据，并检查和修改现场输入数据. 设置基线解决方案的控制参数. 基准解决方案. 检查基准解决方案的质量. 大地水准面和正高度（正高度系统）: 将大地水准面作为基准的高程系统. 类大地水准面和法线高度（法线高度系统）: 基于类大地水准面的高程系统. 参考椭球和大地测量高度（地球高度系统）: 以参考椭球为基准的高程系统

绘制等距线的方法-几何插值法

在调查区域中有m个点，并且知道了地球的高度；

选择n个点进行水准测量并获得其正常高度；

计算n点的高度异常:

根据每个点的坐标，按一定比例在图形上绘制点，并在n点旁边标记其高度的离群值.

选择异常高度（1〜5cm）的轮廓并绘制轮廓图.

使用插值法找到其余m-n个点的海拔离群值.

注意: 选择n点时，应覆盖整个测量区域.

多项式曲线拟合方法

在测量线上有m个点，地球高度通过GPS测量； m个点中的n个点通过调平方法测量，以测量其正常高度. 计算n个点的高程异常:

了解

与x（或y）的功能关系:

或

多项式表达式:

当项目为带状形式时，使用直线方法（例如绘图）不是很方便. 拟合的质量与点数和点的位置有关.

多项式曲面拟合方法

在测量区域上有m个点，地球高度通过GPS测量；

在m个点中的n个点中，正常高度是通过调平方法测量的.

计算n点的高度异常:

了解

具有点坐标（x，y）的功能关系:

多项式表达式:

拟合点应在测量区域中均匀分布.

定位，导航和计时

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