gps测量原理及其应用
GPS测量技术及其在工程测量中应用
GPS测量技术及其在工程测量中的应用摘要：当前，我国的gps测量技术在工程测量中的使用已经愈来愈广泛，同时满足了工程测量的高精度要求。
本文首先通过介绍gps 测量技术的基本原理及特征，结合gps在工程测量中的应用实例，对gps测量技术在工程测量中的应用进行归类分析。
关键词：gps测量技术；静态测量；动态测量；应用中图分类号：p228.4 文献标识码：a 文章编号：随着高科技的进步与发展，gps测量技术在各大工程测量项目中的应用已经越来越广泛，gps测量技术不仅具备高精度、高速度，同时具有全天候性、实时性的优点，传统的常规测量方法正逐步被gps测量技术所替代。
1gps测量技术1.1gps测量技术概述gps测量技术通过将用户接收机接收gps卫星发射的信号求解基线向量，从而求解出测量点的具体位置三维坐标。
它包括静态相对定位测量与动态相对定位测量，同时具有高精度、高自动化、高实时性、高速度的特点，为工程测量提供了创新的高技术手段。
当前，gps测量技术已广泛应用于工程测量、航空摄影测量等，其中工程测量的应用包括工程测量控制网的布设、点位选择等，gps测量技术起着重要作用。
1.2gps技术的测量原理gps测量技术主要是以观测站与gps卫星间的距离作为基本观测量。
1.2.1伪距测量通过卫星接收机，将所接收的gps卫星发射测距及电文内容，计算卫星信号从发射到传达用户接收机所需时间，确定卫星与接收机天线间的距离。
由于卫星钟与用户接收机钟存在同步差，导致伪距测量所测距离并非真实值，即伪距。
1.2.2载波相位测量通过测量gps卫星载波信号在其传播路径的相位变化值，以此求解、确定信号传播的距离。
载波相位测量法的精度性较伪距测量高，一般使用载波相位测量进行相对定位。
1.3gps测量技术的特征1.3.1gps测量技术精度高gps测量技术的测量精度较其他传统测量方式高，其精度可达厘米级与分米级。
gps在小于50千米的基线上，其定位精度可达1～2×10-6，而对于100千米至500千米的基线上，其相对定位精度可达10-6～10-7。
GPS测量原理及应用复习名词解释与论述
第一部分：名词解释春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点真近点角：在轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距.升交点赤经：在地球平面上，升交点与春分点之间的地心夹角. 近地点角距：在轨道平面上近地点与升交点之间的地心角距.天球：指以地球质心为中心，半径r为任意长度的一个假想球体。
为建立球面坐标系统，必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。
岁差：指由于日月行星引力共同作用的结果，使地球自转轴在空间的方向发生周期性变化。
章动：北天极除了均匀地每年西行以外，还要绕着平北天极做周期性的运动。
轨迹为一椭圆。
极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移历元：在天文学和卫星定位中，与所获取数据对应的时刻也称历元。
轨道：卫星在空间运行的轨迹轨道参数：描述卫星轨道位置和状态的参数卫星星历：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预报星历：是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用户，经解码获得所需的卫星星历，也称广播星历后处理星历：是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测资料，应用与确定预报星历相似的方法，计算的卫星星历。
GPS卫星所发射的信号包括载波信号、P码（或丫码）、C/A码和数据码（或D 码）等多种信号分量，其中P码和C/A码统称为测距码。
（1）码的概念：表达不同信息的二进制数及其组合，称为码（2）随机噪声码：对某一时刻来说，码元是0或1完全是随机的，这种码元幅度的取值完全无规律的码序列。
导航电文：导航电文是包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和由C/A码捕获P码等导航信息的数据码（或D码）。
绝对定位：也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标原点（地球质心）绝对坐标的一种方法。
相对定位：用至少两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。
GPS-RTK的使用及测量
2.1RTK的概念
（一）RTK的概念
RTK是载波相位动态实时差分(Real-Time
Kinematic)方法的缩写。
RTK = 载波相位+动态+实时+差分
常规GPS测量：如静态、快速静态、动态测量，
都需要事后进行解算才能获得cm级的精度。
RTK GPS技术：能够在野外实时得到cm级的定
位精度。
2.2RTK的组成
②手簿差分
9、接入CORS单基站
10、 采控制点求参数 移动台对中控制点，到测量—碎步测量里面， 点击平滑采集，采集控制点。
采集完两个或以上控制点之后，可以求适用于小范围测区的四参数。 点击项目—参数计算—计算类型选四参数+高程拟合，高程拟合选固定差改正（三个点以上，高程拟合可以 选平面拟合方法），然后添加点对，源点选择采的点，目标点输入对应的点目标坐标系的坐标。
3、常见的各国GPS
（4）中国的北斗：
北斗导航系统(COMPASS)，现有 5颗地球同步卫星 快速定位：北斗导航系统可为服务区域内用户提供全天候、高精
度、快速实时定位服务 简短通信：北斗系统用户终端具有双向数字报文通信能力，可 以 一次传送超过100个汉字的信息。 精密授时 ：
未来中国的北斗空间段计划由五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成，
（四）RTK技术原理
2.5RTK技术优势
（五）RTK技术优势
优 势
实时坐标 速度快 经济高效 精度高
RTK通过基准站和移动站得 到实时差分数据，从而可以 实时解算出待测点坐标。
RTK测量一个点的时间 一般只要几秒钟。
单人即可作业。
RTK定位精度一般为 ±(10mm+10-6×D)。 因此，对于平均边长D=2km的四 等平面控制网来说，RTK的定位 精度可以达到1～ 2cm。
GPS-RTK原理及其在输配电线路测量中的应用
GPS-RTK原理及其在输配电线路测量中的应用摘要：文章简述了全球定位系统（GPS）的基本结构和GPS－RTK技术的测量原理，介绍了GPS的优缺点及GPS在输配电线路测量中的应用。
关键词：GPS－RTK；输配电线路；测量全球定位系统GPS是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间，因其具有自动化程度高、观测速度快、定位精度高、经济效益显著等诸多优点而被广泛应用。
利用GPS技术不仅可以建立各种精密的城市控制网和工程控制网，而且GPS技术还具有经纬仪、全站仪等传统方法不能实现的功能和应用领域。
同时GPS－RTK技术具有实时厘米级的定位精度，目前已在电力、水利、道路、林业和勘界测量等领域得到了很好的应用。
而将GPS－RTK技术应用于输电线路测量中，特别是定线、测距、高程测量、断面测量以及杆塔定位测量等工作，可以大大提高工作效率和勘测精度。
1 GPS简介（1）GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20 200 km，运行周期为11 h58 min。
卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号。
导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。
（2）GPS地面监控站主要由分布在全球的1个主控站、3个注入站和5个监测站组成。
主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。
（3）GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成，GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心（测站点）的三维坐标。
GPS测量技术及其在工程测量中应用
GPS测量技术及其在工程测量中的应用摘要：本文分析了gps测量技术的概况，gps工程测量的原理，同时，也分析了gps测量技术在公路工程中的应用，最后，对工程测量技术的发展趋势进行了预测。
关键词：gps测量技术；工程测量；应用一、前言gps测量技术是目前比较先进的测量技术，其在高速公路工程测量中有很好的运用，能够提高高速公路工程测量的效率和准确度，因此，研究其在工程测量中的应用很有现实意义。
二、gps测量技术概况在国内工程测绘行业的形成与发展过程中，经历了数次较大规模的技术革新，其中gps测量技术的出现促进了工程测绘领域的重大变革，而且成为国内工程测绘整体工艺与技术水平发展的重要影响因素。
与传统的测量技术相比，gps测量技术在速度、精确度、操作程序、费用等方面都表现出了较为优越，而且gps测量技术基本取消了常规的测距、测角手段，使得其测量范围逐渐扩大。
在国内工程测绘中，技术人员通过利用gps所特有的卫星定位技术构建的gps网，可以将实地测量的各类数据通过gps网传输到工程测绘管理部门，相邻点的距离可以达到上万公里，而且有效保证了测量工作的连续性和精确性。
例如：利用gps高差与三角高差的差值分析，对比数据由gps网中随机拙取，共抽取8条基线，并对其进行三角高差测量。
由此可以得出，每一段的gps高差与三角高差的差值都优于规范要求，在小面积范围内gps高差精度已经达到了四等高程导线的精度。
gps系统的全称为卫星测时导航或全球定位系统，它是以卫星为基础的无线电导航定位系统，是美国国防部于1973年12月批准研制的。
整个系统由空间gps卫星星座、地面监控系统以及用户设备gps接收机三大部分组成。
近年来，由于美国政府取消了部分gps 系统限制民用精度的政策，并且研发了一系列用以提高民用精度的技术，且进一步改善系统的可用性、可靠性和安全性，使得gps系统开始广泛的应用于各种运载工具的导航以及高精度的大地测量、精密工程测量等诸多领域。
GPS测量技术在工程测绘中的应用及特点
GPS测量技术在工程测绘中的应用及特点GPS（全球定位系统）是一种利用卫星信号进行测量并确定地球上任一位置的技术。
它是目前最常用的测量定位技术之一，被广泛应用于工程测绘领域。
下面将详细介绍GPS测量技术在工程测绘中的应用及特点。
一、GPS在工程测绘中的应用1.土地测绘：GPS可以精确测量和确定地表的地理位置和边界，用于土地测绘、土地划分和土地使用规划。
它可以准确测量位置坐标、海拔高度和地表特征，提供精确的地图和地形模型数据。
2.建筑测量：GPS可以应用在建筑物定位、控制测量和建筑监测中。
例如，在建筑物的建设过程中，GPS可以用于测量建筑物的位置和高度，以确保施工准确无误，避免出现误差。
3.水利工程测量：GPS可以用于水利工程测量，包括水库、大坝和河流的测量。
它可以提供精确的地理位置信息、水位高度和地形特征，有助于水利工程设计和管理。
4.道路工程测量：在道路建设和改造过程中，GPS可以用于确定道路的位置、线路、轮廓和高程。
它可以提供精确的测量结果，使道路工程设计和施工更加准确和高效。
5.矿山测量：GPS可以用于矿山勘探、矿区规划和矿山管理。
它可以确定地下矿藏的位置和规模，提供矿山地质和地形信息，有助于矿山资源的开发和利用。
6.市政工程测量：GPS可以用于城市规划和市政工程建设。
通过GPS测量，可以确定城市各个建筑物、道路、桥梁和其他设施的位置和高度，为城市规划和市政工程提供准确的数据支持。
二、GPS测量技术在工程测绘中的特点1.高精度：现代GPS接收器可以提供亚米级的定位精度，甚至更高。
这种高精度使得GPS成为工程测绘的重要工具，能够满足工程测绘中对精度要求较高的需求。
2.实时性：GPS可以提供实时的定位结果，快速反馈测量数据。
这使得工程测绘过程更加高效，能够及时调整和纠正测量方案，提高工程测绘的效率。
3.经济性：相比传统测量技术，GPS测量所需的设备和人力成本相对较低。
同时，GPS可以同时测量多个点位，减少了工程测绘的工作量和时间。
GPS原理及其应用
42
2.8 ITRS与GCRS之间的转换
43
ITRS与GCRS之间的转换①
• 说明
由于地球自转，地球坐标系并不是一个惯性坐标 系，而轨道计算是建立在牛顿力学的基础上的， 因此定轨工作不能在地球坐标系中进行。如前所 述，GCRS是一个相当不错的准惯性坐标系，定轨 工作一般都在该坐标系中进行，但是用户利用卫 星导航定位系统最终是为了求得在地球坐标系中 的位置和速度，因而还必须把GCRS中所求得的卫 星轨道（卫星位置和速度）转换到地球坐标系 ITRS（WGS 84）中去。
• 章动模型
IAU 1980模型和IAU2000模型
31
章动②
• 日、月章动
• 行星章动
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章动③
• 章动改正
33
天球坐标系①
• 概念
天球坐标系是用以描述自然天体和人造天体在空间的位置 或方向的一种坐标系。依据所选用的坐标原点的不同可分 为站心天球坐标系、地心天球坐标系和太阳系质心天球坐 标系等。
23
历法②
• 阴历
阴历是根据月相的变化周期（朔望月）制定的一种历法。 该历法规定单月为30日，双月为29日，每月平均为29.5日， 与朔望月的长度29.53059……日很接近。
• 阴阳历
阴阳历是一种兼顾阳历和阴历特点的历法，阴阳历中的年 以回归年为依据，而月则按朔望月为依据，阴阳历中的月 仍采用大月为30日，小月为29日，平均每月为29.5日。
14
协调世界时②
极移（Xp,Yp）及(UT1-UTC)值
年.月.日
MJD
极移值（mas）
误差 误差 (UT1-UTC) 值
UT1-UTC （ms）
误差
2007.8.24 2007.8.25 2007.8.26
GPS测量原理与应用重点
GPS测量复习指南第一章GPS系统组成GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。
GPS工作卫星及其星座由21+3颗卫星组成GPS卫星星座。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°，即轨道的升交点赤经各相差60°；卫星高度为20200km,卫星运行周期为11小时58分；载波L1频率为1575.42MHz，L2为1227.60MHz。
对地面观测者来说，最少可见到4颗，最多可见到11颗。
GPS卫星的作用如下：接收、存储导航电文；生成用于导航定位的信号（测距码、载波）；发送用于导航定位的信号，接受地面指令，进行相应操作；其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。
地面监控系统包括一个主控站，三个注入站，五个监测站。
主控站（1个）作用：管理、协调地面监控系统各部分的工作；收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站；将卫星星历注入卫星；监控卫星状态，向卫星发送控制指令；卫星维护与异常情况的处理。
地点：美国科罗拉多州法尔孔空军基地。
监测站（5个）作用：接收卫星数据，采集气象信息，井将所收集到的数据传送给主控站。
地点：夏威夷、主控站及三个注入站。
注入站（3个）作用:将导航电文注入GPS卫星。
地点：阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平洋）。
第二章、坐标系统和时间系统能解释时间系统名词，分析或判断或选择时间系统。
1.恒星时ST以春分点为参考点，由春分点周日视运动所确定的时间系统。
春分点连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一恒星日。
恒星时=春分点相对于本地子午圈的时角恒星日=24个恒星小时=1440个恒星分=86400个恒星秒，以地球自转为基础，是地方时，两点间的恒星时之差等于两点间的经度之差。
2.真太阳时和平太阳时真太阳时以地球自转为基础，以太阳中心为参考点。
太阳时=太阳相对于本地子午圈的时角太阳时长度不同，不具备时间系统条件平太阳时以平太阳为参考点，由平太阳的周日视运动所定义的时间系统为平太阳时系统以地球自转为基础，以平太阳中心为参考点周年是运动轨迹位于赤道面，角速度恒定平太阳时=平太阳相对于本地子午圈的时角是地方时原子时、国际原子时、协调世界时、GPS时以原子跃迁的稳定频率为时间基准的时间系统。
GPS测量使用方法详解
GPS测量使用方法详解导语：全球卫星定位系统（GPS）是一项广泛应用于测量领域的高精度定位技术。
它通过接收卫星发出的信号，确定接收机的位置、速度和时间等信息。
在现代测量学中，GPS已成为一项不可或缺的工具。
本文将详细介绍GPS测量的使用方法，以帮助读者更好地理解和应用这项技术。
一、GPS基本原理首先，我们需要了解GPS的基本原理。
GPS系统由一组卫星和接收机组成，卫星围绕地球运行，每隔一段时间发出特定的信号。
接收机接收这些信号，并使用其中包含的时间信息和卫星位置数据计算出自身的位置。
这个过程需要至少接收到三颗卫星的信号来确定位置，而接收到四颗或更多卫星的信号可以提供更精确的定位结果。
二、GPS测量精度GPS测量具有较高的精度，通常在几米甚至厘米级别。
然而，要达到这样的精度需要注意几个因素。
首先，接收机的品质对测量结果有较大的影响，应选择质量较高的接收机。
其次，周围环境因素如地形、建筑物和大气状况也会对信号接收造成干扰，因此在测量时应尽量选择开阔的地区。
此外，还需要使用精确的测量方法和技术来提高测量的准确性。
三、GPS测量步骤GPS测量的步骤通常包括以下几个方面：1. 设定基准站：在GPS测量中，通常会选择一个已知准确位置的基准站作为基准点。
基准站的位置可以通过传统测量方法来确定，或者通过使用已知坐标的国家测绘标志点等参考点来设定。
2. 安装接收机：接收机需要安装在一个稳定的位置上，以保证接收到的信号准确可靠。
避免选择高楼、树木等遮挡物存在的位置，以确保信号的良好接收。
3. 数据采集：接收机在工作过程中会持续接收卫星的信号，并记录下接收到的数据。
这个过程时间较长，通常需要几个小时才能获得足够的测量数据。
4. 数据处理：采集到的数据需要经过处理才能得到最终的测量结果。
数据处理可以通过专门的软件进行，根据接收到的信号数据和卫星位置参数，通过计算得到测量点的坐标和其他相关信息。
5. 结果验证：测量结果需要进行验证，以确保数据的准确性。
GPS测量技术的原理和方法
GPS测量技术的原理和方法导语：在现代社会中，全球定位系统（GPS）已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
它可以应用于各种领域，包括地理测量、导航、气象预报等。
那么，GPS是如何实现测量的呢？本文将深入探讨GPS测量技术的原理和方法。
一、GPS测量的基本原理GPS是由一组在地球轨道上的卫星和接收器组成的系统，主要用于测量接收器与卫星之间的距离。
基本原理是通过计算接收器与卫星之间的时差，从而得出距离。
这种距离测量是基于卫星发射的精确信号和接收器接收到的信号之间的时间差来计算的。
1.1 卫星信号发射与接收为了使GPS测量成功，至少需要4颗卫星发射信号。
这些信号是通过卫星上的高精度原子钟发射并传播到地球上的接收器。
接收器接收到信号后，会进行解码和计算。
1.2 时差计算与距离测量接收器和卫星之间的信号传播速度是已知的，为了计算接收器与卫星之间的距离，需要测量信号的传播时间。
接收器会与卫星的时钟进行同步，并记录下信号的到达时间。
通过计算信号传播的时间差，可以得到接收器与卫星之间的距离。
1.3 多颗卫星距离组合计算通过同步接收多颗卫星发射的信号，并利用距离测量的原理，可以得到接收器与多颗卫星之间的距离。
这些距离可以用于计算接收器的精确位置。
二、GPS测量的方法除了基本原理外，GPS测量还有一些技术和方法，可以提高测量的精度和准确性。
2.1 差分GPS测量差分GPS测量是一种用于提高测量精度的方法。
其原理是将一个已知精确位置的参考站和待测站同时观测相同的卫星信号，并计算两个接收器之间的距离差。
通过这种方式，可以减小由于大气延迟等误差引起的误差，从而提高测量的准确性。
2.2 实时运动定位GPS也可以用于实时运动定位。
通过在移动目标上安装GPS接收器，可以实时获取目标的位置信息，并通过计算速度和方向来确定目标的运动状态。
这种方法在航空、航海等领域具有广泛的应用。
2.3 动态姿态测量动态姿态测量是指通过GPS测量目标的姿态、倾斜角度等信息。
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gps测量原理及其应用
GPS测量原理及其应用
GPS（全球定位系统）是一种基于卫星定位的导航系统，它利
用一组全球遍布的卫星来提供定位和导航信息。
GPS测量原
理基于三角测量法，通过测量接收器与多个卫星之间的距离来计算出接收器的位置。
GPS测量原理首先依赖于卫星发射的精确时间信号。
每个
GPS卫星都具有高精度的原子钟，并以固定时间间隔向地球
发送时间信号。
GPS接收器接收到这些时间信号，并通过比
较接收到的信号与本地接收器的时间来计算出信号的传播时间，从而得知接收器与卫星之间的距离。
为了进行三角测量，至少需要接收到四个卫星的信号。
通过将接收器与多个卫星的距离计算出来，可以确定接收器的位置。
这是因为在空间中，多个球面的交点是唯一确定的，因此通过计算接收器与卫星的距离，可以确定接收器所在的位置。
GPS的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：
1. 定位导航：GPS最主要的应用就是提供精确的定位和导航
服务。
无论是汽车导航、航行、飞行，还是户外探险等，都可以依靠GPS来准确确定位置和路径。
2. 地图绘制：GPS可以帮助测绘和制作地图。
通过记录一系
列位置信息，可以绘制出精确的地理地图，用来进行规划、测
量和分析。
3. 时间同步：由于GPS卫星上的原子钟非常精确，因此GPS
可以提供高精度的时间标准。
许多领域需要对时间进行精确同步的应用都可以借助GPS来实现，例如电信、金融和科学研
究等。
4. 气象预测：卫星定位系统可以提供气象数据，包括温度、湿度、气压和风速等。
通过收集大量位置数据，可以预测天气的变化趋势并提供相应的气象服务。
5. 精准农业：GPS可以帮助农民进行精确耕作和农作物管理。
通过定位和导航功能，可以实现精确播种、施肥和喷药等农业操作，提高农作物产量和效益。
总之，GPS测量原理基于卫星定位和三角测量法，可以提供
精确的定位和导航信息。
其应用非常广泛，包括定位导航、地图绘制、时间同步、气象预测和精准农业等领域。