GPS定位原理及应用简介精品PPT课件

三、GPS定位方法分类
（2）相对定位(relative positioning)——确定 同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之 间的相对位置（坐标差）的定位方法。
四、GPS的后处理测量方法
1．静态测量(static surveying) （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。
利用多普勒频移原理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年投入 使用。经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登 月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。
2．GPS的产生与发展——由TRANSIT到GPS
多普勒频移原理:
二、GPS的组成 GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制
（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（3mm+1ppm）
2．动态测量(kinematic surveying)
（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。
三、GPS定位方法分类 上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为
未知参数,其他可知： di=c△ti (i=1、2、3、4)。 di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、
卫星3、卫星4到接收机之间的距离。 △ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、
卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。 c为GPS信号的传播速度（即光速）。
（2）用途：适用于精度要求不高的碎部测量等。 （3）精度：可达到（10mm+1ppm）
图形：相对定位模式
流动站
基准站
静态相对定位模式
动态相对定位模式
五、GPS实时动态定位（RTK）方法
1．RTK(real-time kinematic)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。
1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、 kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。
Colorado springs
5 5
Hawaii
GPS定位原理及应用
一、GPS的定义及历史 1．定义
全球定位系统GPS（Global Positioning 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，电子导航 应运而生
部分和用户GPSFra Baidu bibliotek收机三部分组成。
1、空间部分
由21颗工作卫星
和3颗备用卫星。
截止2004年3月为止， 在轨卫星共29颗，星号 为1－11，13 －18，20 －31。目前，GPS星座已 真正实现全球覆盖，不 再有盲区，全天24小时 任何时间都能精密定位。
GPS卫星图片1
GPS卫星图片2
2、地面控制部分。
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
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和双频型。
图片：导航型GPS机
手持型GPS机
图片：大地型GPS接收机
单频机
双频机
三、GPS定位方法分类
（1）绝对/单点定位(point positioning)——确 定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。
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（10mm+1ppm）
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三、GPS定位方法分类
四个方程式中各个参数意义如下：x、y、z 为待 测点坐标的空间直角坐标。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星 1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐 标，可由卫星导航电文求得。
Vti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、 卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提 供。Vto为接收机的钟差。
三、GPS定位方法分类 （1）绝对/单点定位(point positioning)——确
定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。 三维空间座标两点间距离公式
三、GPS定位方法分类
（1）绝对/单点定位(point positioning)—— 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，称为1984年世界大地坐标系。这是一 个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际 上统一采用的大地坐标系。