卫星大地测量
卫星大地测量学的研究内容
卫星大地测量学的研究内容
卫星大地测量学是利用人造卫星进行精确测量，研究利用这些观测数据解决大地测量学问题的科学。
其研究内容主要包括以下几个方面：
1. 卫星大地测量的基本理论和方法：研究卫星轨道、卫星定位、卫星观测数据处理等基本理论和方法，以及卫星大地测量的误差分析和精度评定等。
2. 地球重力场的测定：利用卫星观测数据，通过地球重力场的模型建立和数据处理，测定地球重力场的精细结构和变化，为地球物理学、地球动力学、地震预测等领域提供重要信息。
3. 大地水准面的测定：利用卫星观测数据，通过大地水准面的模型建立和数据处理，测定地球表面高程的精细结构和变化，为水文学、海洋学、气象学等领域提供重要信息。
4. 地球表面形变监测：利用卫星观测数据，通过地面形变模型的建立和数据处理，监测地震、火山、滑坡等自然灾害引起的地表形变，为灾害防治和地震安全等领域提供重要信息。
5. 地球磁场和电场的测定：利用卫星观测数据，通过地球磁场和电场模型的建立和数据处理，测定地球磁场和电场的精细结构和变化，为地球物理学、地质学、气象学等领域提供重要信息。
6. 卫星遥感技术的应用：利用卫星观测数据，通过遥感技术的处理和应用，对地球表面的资源、环境、气象等信息进行监测和评估，为资源开发、环境保护、城市规划等领域提供重要信息。
总之，卫星大地测量学是一门综合性的学科，涉及到天文学、地球物理学、地球化学、数学、物理学等多个领域，其研究成果对于人类认识地球、保护地球环境和资源具有重要的意义。
全球导航卫星系统（GNSS）在大地测量中的精度分析与改进
全球导航卫星系统（GNSS）在大地测量中的精度分析与改进摘要：随着全球导航卫星系统（GNSS）的发展和广泛应用，它在大地测量领域中扮演了重要角色。
然而，由于多种因素的影响，GNSS测量存在一定的误差和不确定性，对于一些高精度测量需求的项目来说，这些误差可能是不可忽视的。
因此，本论文旨在分析GNSS在大地测量中的精度问题，并提出相关改进方法。
关键词：全球导航卫星系统（GNSS）；大地测量；精度分析引言全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星定位和测量技术的全球性导航系统，包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗系统。
随着GNSS技术的不断发展和应用，它在大地测量中的作用越来越重要。
传统的大地测量方法受到时间、空间和人力资源等因素的限制，而GNSS提供了高精度、实时、全球覆盖的测量服务，广泛应用于地形测量、海洋测量、工程测量等领域。
然而，在实际应用中，由于多种因素的影响，GNSS测量存在一定的误差和不确定性。
这些误差包括信号传播中的大气延迟、多径效应、钟差误差，以及接收机硬件误差等。
特别对于那些高精度测量需求的项目，这些误差可能对测量结果产生较大的影响，甚至导致数据的不可靠性。
因此，本论文旨在通过对GNSS在大地测量中的精度进行分析，了解误差来源和影响因素，并提出相应的改进方法，以提高GNSS在大地测量中的精度和可靠性。
一、GNSS基本原理和误差来源分析（一）GNSS基本原理GNSS（全球导航卫星系统）是一种基于卫星进行导航和定位的技术。
它包括多个卫星组成的卫星系统和用户接收机。
GNSS基本原理是通过测量卫星信号的传播时间差，从而计算用户接收机与卫星之间的距离，进而实现定位和导航。
（二）GNSS信号传播中的误差来源：在GNSS信号传播过程中，存在多种误差来源，包括：大气延迟误差，GNSS 信号在穿过大气层时会受到大气折射的影响，导致信号传播时间延迟。
多径效应误差，当GNSS信号在传播过程中遇到地面、建筑物等物体的反射，导致信号产生多个路径，从而引入多径效应误差。
卫星大地测量原理
卫星大地测量原理
卫星大地测量是利用人造地球卫星进行地面点定位以及测定地球形状、大小和地球重力场的理论方法的科学。
其原理主要分为几何法和动力法。
几何法是将卫星作为高空观测目标，由几何地面站同步观测，按三维三角测量法计算这些站的相对位置，实现远距离的大地联测。
这种方法不涉及卫星的轨道运动，但需要同步观测。
具体来说，几个地球观测站同时对卫星测向或测距，构成空间三角形，并由这些三角形构成空间三角网，从而计算出地面点和卫星的三维坐标。
只要知道一个起始点A的坐标和基线AB的距离，就能逐步扩展到全球，布成覆盖全球的卫星三角网，推算出各点的坐标。
动力法是根据卫星在轨道上受摄动力的运动规律，利用地面站对卫星的观测数据，可以同时计算卫星的轨道根数、地球引力场参数和地面观测站的地心坐标。
这种方法不一定需要同步观测，但必须知道轨道参数或卫星瞬时位置。
此外，卫星大地测量还涉及多种不同的测量方法，如摄影测向法、激光测距法、电脉冲测距法、积分多普勒法等。
这些方法可以根据用户需求进行选择和应用。
以上内容仅供参考，建议查阅关于卫星大地测量的书籍或咨询该领域专家以获取更全面准确的信息。
测绘技术中的卫星测高和大地测量方法介绍
测绘技术中的卫星测高和大地测量方法介绍测绘技术是指利用各种测绘仪器和测绘方法，对地球表面的地理实体进行观测、记录和绘制的一种科学技术。
在现代测绘技术中，卫星测高和大地测量是两种重要的测绘方法。
本文将对这两种方法进行介绍。
一、卫星测高方法卫星测高是利用卫星上搭载的测高仪器对地球表面进行测量的方法。
目前常用的卫星测高仪器包括雷达高度计和激光高度计两种类型。
雷达高度计是利用雷达信号的回波时间差来计算地形高度的测高仪器。
雷达高度计的工作原理是发送一束雷达信号，当信号遇到地面或其他物体时，会发生反射并返回到卫星接收器。
通过测量雷达信号的发送和接收时间差，可以计算出信号的传播时间和传播距离，从而推算地表高度。
激光高度计则是使用激光束对地面进行扫描和测量的仪器。
激光高度计发射出一束激光束，当激光束与地面相交时，会产生反射，激光器会记录下发送和接收激光束的时间差，并通过计算速度和时间差来计算地表高度。
卫星测高方法的优点是可以快速、准确地获取大范围地表高程信息，以及获取淹没区域的积水深度等特殊信息。
这对于水资源管理、自然灾害防范等方面有着重要的应用价值。
二、大地测量方法大地测量是指利用测量仪器对地球上的各种地理现象进行观测和测量的方法。
大地测量的目标是确定地球上各个点之间的空间位置和形状关系。
大地测量主要包括三角测量、水准测量和重力测量三个方面。
三角测量是利用三角形的性质和测量角度和边长的方法来确定地表点的坐标位置。
三角测量的基本原理是通过测量两个已知点与未知点之间的夹角和边长，利用三角学知识计算出未知点的坐标。
水准测量是利用水平面的性质和高度差的测量方法来确定地表点的高程。
水准测量的基本原理是利用水平仪等仪器测量地面点与水平面之间的高度差，并计算出地面点的高程。
重力测量是利用重力场的性质和重力梯度的测量方法来确定地表点的重力场和重力异常。
重力测量的基本原理是利用重力仪器测量地面点的重力场强度差异，从而推算出地表点的重力异常。
GPS测量原理
GPS测量原理及应用GIS.洋2017/12/21 Thursday目录第一章绪论 (1)1.GPS全球定位系统的建立： (2)2.GPS全球定位系统组成： (2)3.GPS系统的特点： (2)4.*GPS、GALILEO、GLONASS（P10表1-4） (3)第一章坐标系统和时间系统 (3)2.1坐标系统： (3)2.2时间系统： (4)第三章卫星运动及星历 (4)3.1无摄运动 (4)3.2受摄运动 (5)3.3GPS卫星星历 (5)第四章GPS卫星的导航电文和卫星信号 (6)4.1卫星导航电文 (6)第五章GPS卫星定位基本原理 (6)5.1GPS卫星定位的基本原理 (6)5.2定位方法 (6)5.3整周未知数No的确定 (9)5.4整周跳变的修复 (9)第七章GPS测量误差 (10)7.1 GPS测量误差源 (10)7.2与信号传播有关的误差 (10)第八章GPS测量设计与实施 (11)8.1 GPS测量的技术设计 (11)8.2 GPS测量外业准备 (13)8.3GPS测量外业实施 (13)8.4数据处理及测量结果的检核 (14)第九章GPS测量数据处理 (17)9.1数据处理 (17)第一章绪论1.GPS全球定位系统的建立：GPS：Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System,卫星测时测距导航/全球定位系统，是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能型、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。
（原理：空间距离后方交汇）2.GPS全球定位系统组成：2.1 GPS卫星星座*基本参数：○1基本的卫星数为21+3（21颗工作卫星+3颗备用卫星）○2卫星轨道面的个数为6○3卫星高度为20200Km○4轨道倾角为55°○5运行周期为11h58min○6载波频率为1575.42MHZ和1227.60 MHZGPS卫星作用：1.向广大用户发送导航定位信息。
西南交通大学2019年952测绘学真题与参考答案
西南交通大学2019年全日制硕士研究生招生考试入学试题试题代码:952试题名称:测绘学一、简答题（10*8=80分）1、何为卫星大地测量学?卫星大地测量学的主要内容及技术特点是什么?卫星大地测量学是利用人造卫星进行精确测量，研究利用这些观测数据解决大地测量学问题的科学。
是现代大地测量学的重要组成部分。
主要内容是:建立和维持全球性和区域性大地测量系统与大地测量框架;快速精确测定全球、区域或局部空间点的三维位置和相互位置关系;利用地面站观测数据确定卫星轨道;探测地球重力场及其时间变化，测定地球潮汐;监测和研究地球动力学(地球自转、极移、全球变化及其他全球和区域地球动力学问题) ;监测和研究电离层、对流层、海洋环流，海平面变化、冰川、冰原的时变。
技术特点:卫星大地测量技术从观测目标可分为以下三种类型:卫星地面跟踪观测;卫星对地观测;卫星对卫星观测。
从卫星大地测量学的性质来分，卫星大地测量可分为几何方法和动力方法。
首先，卫星可作为一-些高空目标，被看成是在大范围内或整个三维网中的坐标框架点。
从不同的地面站上观测卫星或接收卫星的定位信号，利用空间交会法就可确定卫星的位置或地面站的位置，卫星方法的主要优点是它能跨越远距离，可建立地面目标之间长距离的大地测量连接，实现地球框架的长距离尺度和方为控制。
其次，卫星又可看成地球重力场的探测器或传感器。
通过对地球引力场作用下的卫星或相互之间进行跟踪，可以反求地球引力场和其他动力学参数。
利用卫星观测技术确定卫星轨道和精化地面站的坐标是相互作用的，即在利用卫星大地测量方法进行卫星定轨的同时，可精化地面站的地心坐标，还可解算地球引力场、地球自转参数(地球自转、极移)以及相关的动力学参数。
2、在测量平差模型中何为函数模型，何为随机模型，何为模型误差?函数模型:描述观测量与待求未知量间的数学函数关系的模型。
随机模型:描述评查问题中的随机量(观测量)及其相互间统计相关性质的模型模型误差:由于观测量与被观测量之间的数学物理关系经常是不确定的，所建函数模型和随机模型与客观实际总会存在某种差异，这种差异成为模型误差。
GPS考试名词解释简答
1卫星星历：是描述卫星运动轨道的信息，是一组对应某一时刻的轨道根数及其变率。
根据卫星星历可以计算出任时刻的卫星位置及其速度，GPS卫星星历分为预报星历和后处理星历。
2广播星历：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。
3导航电文：导航信息的二进制数据码。
包括卫星星历、时钟改正数、卫星工作状态、轨道摄动改正、大气折射改正等信息。
4无摄运动：仅考虑地球质心引力作用的卫星运动称为无摄运动。
5受摄运动：在摄动力的作用下的卫星运动称为受摄运动。
6载波重建：重建载波相位是输入的（经多普勒位移的）GPS载波相位与接收仪产生的（名为固定的）参考频率相位，两者之的差。
7周跳：在GPS载波相位观测中，因卫星信号失锁引起的相位整周跳变。
8章动：指真北天极绕平北天极所做的顺时针椭圆运动。
9重复基线闭合差：当某条基线被两个或多个时段观测时，就构成了所谓的重复基线闭合差条件。
（不同观测时段，对于同一条基线的观测结果就是重复基线）10世界时：以平子夜为0时起算的格林威治平太阳时ＵＴ。
11岁差：地球在绕太阳运行时，地球自转轴的方向在天球上缓慢移动，春分点在黄道上随之缓慢移动的现象。
12黄道：地球绕太阳公转的轨道平面称为黄道面，它与天球相交的大圆称为黄道。
它就是当地球绕太阳公转时，观测者所看到的太阳在天球上运动的轨道。
13 伪距：GPS定位采用的是被动式单程测距。
它的信号发射时刻是卫星钟确定的，收到时刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至接收机的距离中，不可避免地包含着两台钟不同步的误差影响，所以称其为伪距。
14整周未知数：指卫星信号从发射时刻到接收机接受时刻这个阶段载波的整个周数。
15升交点：指当卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角即轨道倾角不等于零时，轨道与赤道面有两个交点，卫星由南向北飞行时的交点称为升交点。
16升交点赤经：含地轴和春分点的子午面与含地轴和升交点的子午面之间的交角等。
17真近点角：天体从近点起沿轨道运动时其向径扫过的角度。
现代大地测量
重力场与现代科技1、大地测量学概述大地测量学又叫测地学，是地球科学的一个分支学科，是一门研究地球形状及其行星几何和物理形态（特征）的一门基础学科。
它包括物理大地测量学、几何大地测量学、卫星大地测量学和空间大地测量学，几何大地测量学和物理大地测量学构成了现代大地测量的基本体系，它的基本任务是研究全球，建立与时相依的地球参考坐标框架、研究地球形状及其外部重力场的理论与方法、研究描述极移、固体潮和地壳运动等地球动力学问题、研究高精度的定位理论与方法。
大地测量学研究的对象，有地球形状学、有地球重力场、还有地球的运动，三者是相互支持、密不可分的、不可孤立的一个整体。
大地测量学的主要分支，有几何大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学。
几何大地测量学和物理大地测量学是构成现代大地测量学的一个重要基础，卫星大地测量学是现代大地测量发展的一个重要的标志，几何大地测量中在我们传统大地测量主要是通过三角几何的关系，来传递大地测量坐标，方法主要有测角和测距，有测角的经纬仪和测距的测距仪，在测距仪研制出来以前，我们主要是采用钢、线尺来量测距离，然后通过角度来传递大地测量坐标，而高程测量，我们主要是利用精密水准测量的方法，就是几何水准测量的方法来传递高程，现在大地测量的发展成为跨越时代的主要的标志基础是在于空间技术、电子计算机技术和电子无线电技术等推动下，正是因为它们技术的迅速和跨越式的发展，使大地测量学实现了里程碑的跨越，其标志是卫星和空间大地测量的出现，这两种测量基本上取代了传统的几何大地测量和天文测量。
在经典大地测量中，坐标的维护和计算的过程中，我们主要是利用天球、天体天文学的测量，也就是说我们利用恒星来作为标准的坐标框架，来传递我们地面点的大地测量坐标，而随着卫星大地测量学的发展，特别是全球定位技术的发展，使我们大地测量坐标系，由原先只局限于自然的天体而转移为依靠人造地球卫星，这也就是说，自1957苏联的第一颗人造卫星上天以后，标志着我们大地测量也就在那一天诞生了。
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4. 信号解译
二进制码解译为易读码
§9-1 基线向量解算
（四）预处理
1. 任务--- 数据平滑滤波 数据文件格式标准化 记录类型、项目、单位、密度和格式 卫星轨道方程标准化 探测修复周跳 观测值模型改正
§9-1 基线向量解算
整体解/战役模式
解算方法
一次提取项目整个观测过程中所有观测数据，在一 个单一解算过程中同时对它们进行处理，得出所有 独立基线。
特点
数学模型严密，能反映出同步观测基线间的统计相 关性 避免了结果在几何上的不一致性 数学模型和解算过程复杂，计算量大
适用范围
(二) 数据处理程序
数据预处理
粗加工
预处理
基线解算
坐标转换
数据采集 系统
GPS数据管理系统
数据后处理
GPS网平差
GPS网与地面网
联合差
§9-1 基线向量解算
(三) 粗加工
1. 任务----信号传输、分流、解泽和净化； 2. 信号传输 ----数据记录载体至计算机。 3. 信号分流 ----将信息分类
高精度定位、定轨
§9-1 基线向量解算
三、基线解算基本原理 -----双差基线解算
1. 差分模型的特点 相位观测方程:
j ij Sj (Ti ) R (Ti ) N i j
j f Rj (t i ) s Rj (t i t i ) R (t i ) j (t i ) Rj (t i ) rRj C 式中： R----与接收机R相关偏差 j ---- 与卫星j相关偏差 jR---- 信号测量偏差 jR ----只与接收机R和卫星j 相关偏差，与时间无关
§9-1 基线向量解算
§9-1 基线向量解算
单基线解/基线模式
解算方法
一次仅同时提取两台GPS接收机的同步观测数据进 行基线解算。
特点
模型简单，参数较少，计算量小 解算结果无法反映同步观测基线间的统计相关性 无法充分利用观测数据之间的关联性
适用范围
一般工程应用
§9-1 基线向量解算
bi X i Yi Z i
T
大地坐标的坐标差
bi Bi Li H i
T
站心地平坐标的坐标差
bi Ni Ei U i
T
§9-1 基线向量解算
基线解算模式
单基线解/基线模式 多基线解/时段模式 整体解/战役模式
§9-1 基线向量解算
RINEX(国际卫星精密定位\大地测量学术会议)
观测值文件----ssssdddf.yyo 星历文件---- ssssdddf.yyn 电离层模型参数---- ssssdddf.yym 其中：ssss----测站名信息 ddd----数据年积日 f----观测时段
适用范围
对质量要求严格的应用
§9-1 基线向量解算
多基线解/时段模式
基线解结果
基线向量估值
Bi bi ,1 bi ,2 bi ,mi 1
T
基线向量估值的方差-协方差阵
d bi ,1 ,bi ,1 d bi ,2 ,bi ,1 DBi ... d b ,b i ,m1 i ,1 d bi ,1 ,bi ,2 d bi ,2 ,bi ,2 ... d bi ,m1 ,bi ,2 d bi ,1 ,bi ,m1 ... d bi ,2 ,bi ,m1 ... ... ... d bi ,m1 ,bi ,m1 ...
i
Y Z Z 2
i i i
§9-1 基线向量解算
多基线解/时段模式
解算方法
一次提取一个观测时段中所有进行同步观测的n台 接收机所采集的同步观测数据，在一个单一解算过 程中共同解求出所有n - 1条相互函数独立的基线。
特点
数学模型严密，能反映出同步观测基线间的统计相 关性 数学模型和解算过程比较复杂，计算量较大
差分模型
DD
K1K 2 ij
(ti ) SD (ti ) SD (ti )
K1 ij K2 ij
f K1 / c( 2K1 1K1 2K1 1K1 ) f K 2 / c( 2K 2 1K 2 2K 2 1K 2 ) NijK1K 2
§9-1 基线向量解算
A.站间一次差分
SD (ti ) (ti ) (ti )
K ij K i K j
(ti )
j
K2 ij
B.站星二次差分
DD
K1K2 ij
(ti ) SD (ti ) SD (ti )
K1 ij
R (ti )
§9-1 基线向量解算
数据预处理
基线向量解算原理
基线向量解算程序
基线成果质量评价 基线解算结果分析
《GPS定位与导航》
第九章 卫星定位数据处理
§9-1 基线向量解算
一、GNSS数据预处理
(一) GNSS数据处理特点 1. 数据量大 2. 处理过程复杂 3. 处理方法多样性 4. 自动化程度高
§9-1 基线向量解算
单基线解/基线模式
基线解结果
基线向量估值
bi X i Yi Z i
T
基线向量估值的方差-协方差阵
X i 2 d bi Yi X i Zi X i
X Y
i
i
X Z
i i
Y
i
2
i
Z Y
NovAtel
观测值文件----XXX….obs 星历文件 ---- XXX….orb 测站信息 ---- XXX…. gps
§9-1 基线向量解算
二、基线解算模式
基线边长与基线向量
基线边长（左）与基线向量（右）
§9-1 基线向量解算
基线向量的表达方式
空间直角坐标的坐标差