1、 GPS原理及應用原理及應用1 GPS GPS原理及應用原理及應用 GPS原理及應用原理及應用 11.1 GPS 11.1 GPS概述概述1 11.2 GPS 11.2 GPS系統組成系統組成2 11.3 GPS 11.3 GPS定位技術定位技術344 11.4 RTK 11.4 RTK的應用的應用 56 GPS原理及應用原理及應用幾種衛星系統簡介幾種衛星系統簡介- GLONASS- GLONASS系統系統( (俄羅斯）俄羅斯）GLONASSGLONASS系統的組成：系統的組成： GPS原理及應用原理及應用幾種衛星系統簡介幾種衛星系統簡介- Galileo- Galileo系統系統( (歐洲歐

2、洲) )v GalileoGalileo系統是一種開放式系統是一種開放式的以民用為主的衛星系統。的以民用為主的衛星系統。v GalileoGalileo系統在技術構態上系統在技術構態上將以分布在將以分布在3 3個軌道平面上個軌道平面上的的3030顆顆MEOMEO衛星為核心星座，衛星為核心星座，其空間信號等效于其空間信號等效于GPS GPS Block-II FBlock-II F衛星上的信號，衛星上的信號，具有在具有在L L頻段上和頻段上和GPSGPS兼容的兼容的多頻體制，在無增強下可以多頻體制，在無增強下可以達到達到1010米精度。米精度。GalileoGalileo系統的構成：系統的構成：

3、衛星星座圖衛星星座圖 GPS原理及應用原理及應用幾種衛星系統簡介幾種衛星系統簡介 北斗衛星系統（我國）北斗衛星系統（我國） 2000 2000年年1010月月3131日日0 0時時0202分，我國自行研制的第一顆導航定位衛星分，我國自行研制的第一顆導航定位衛星“北斗導航試驗衛星北斗導航試驗衛星”在西昌衛星發射中心發射；在西昌衛星發射中心發射； 2000 2000年年1212月月2121日日0 0時時2020分，第二顆分，第二顆“北斗導航試驗衛星北斗導航試驗衛星”在西昌衛星發在西昌衛星發射中心用射中心用“長征三號甲長征三號甲”火箭發射升空，并準確入軌；這標志著我國將火箭發射升空，并準確入軌；這標

4、志著我國將擁有自主研制的第一代衛星導航定位系統。擁有自主研制的第一代衛星導航定位系統。20122012年年1212月月2727日日 正式向亞太地區提供定位、導航、授時正式向亞太地區提供定位、導航、授時服務服務20202020年左右實現全球覆蓋。年左右實現全球覆蓋。5 5顆靜止軌道衛星顆靜止軌道衛星+30+30顆非靜止軌道衛星，采用顆非靜止軌道衛星，采用20002000大地大地坐標系；定位精度：坐標系；定位精度：1010米。米。 GPS原理及應用原理及應用 11.3 GPS 11.3 GPS系統的組成系統的組成 GPS原理及應用原理及應用 11.3 GPS 11.3 GPS系統的組成系統的組成

5、n提供星歷和時間信息提供星歷和時間信息n發射偽距和載波信號發射偽距和載波信號n提供其它輔助信息提供其它輔助信息 GPS原理及應用原理及應用 11.3 GPS 11.3 GPS系統的組成系統的組成 GPSGPS衛星星座空間圖衛星星座空間圖 GPSGPS衛星星座平面圖衛星星座平面圖 GPS原理及應用原理及應用 11.3 GPS 11.3 GPS系統的組成系統的組成 GPS原理及應用原理及應用GPS地面監控站的分布示意圖地面監控站的分布示意圖Ascension Island:阿松森群島阿松森群島 注入站、監控站注入站、監控站Diego Garcia: 迭哥伽西亞迭哥伽西亞 注入站、監控站注入站、監控

6、站Kwajalein: 卡瓦蘭卡瓦蘭 注入站、監控站注入站、監控站Colorado : 科羅拉多科羅拉多 主控站主控站、監控站、監控站Hawaii： 夏威夷夏威夷 監控站監控站監控站監控站 主控站主控站 注入站注入站 夏威夷夏威夷 科羅拉多科羅拉多 阿松森阿松森 迭哥加西亞迭哥加西亞 卡瓦加蘭卡瓦加蘭 GPS原理及應用原理及應用 11.3 GPS11.3 GPS系統的組成系統的組成 n導航型接收機導航型接收機: : 手持式、車載、機載手持式、車載、機載n測量型接收機測量型接收機: : 單頻機、雙頻機單頻機、雙頻機n接收并觀測衛星信接收并觀測衛星信 號記錄和處理數據號記錄和處理數據n提供導航定位

7、信息提供導航定位信息單頻機單頻機( L1 )雙頻機雙頻機( L1/L2 ) GPS原理及應用原理及應用v 我國我國GPSGPS定位技術的應用和發展概況定位技術的應用和發展概況 11.4 GPS11.4 GPS技術的應用技術的應用 從從19701970年年4 4月把第一顆人造衛星送入軌道以來，我國已成功地發射月把第一顆人造衛星送入軌道以來，我國已成功地發射了三十多顆不同類型的人造衛星，為空間大地測量工作的開展創造了有了三十多顆不同類型的人造衛星，為空間大地測量工作的開展創造了有利條件。利條件。 7070年代后期，有關單位在從事多年理論研究的同時，引進并試制成年代后期，有關單位在從事多年理論研究的

8、同時，引進并試制成功了各種人造衛星觀測儀器。其中有人造衛星攝影儀、衛星激光測距功了各種人造衛星觀測儀器。其中有人造衛星攝影儀、衛星激光測距儀和多普勒接收機。根據多年的觀測實踐，完成了全國天文大地網的儀和多普勒接收機。根據多年的觀測實踐，完成了全國天文大地網的整體平差，建立了整體平差，建立了19801980年國家大地坐標系，進行了南海群島的聯測。年國家大地坐標系，進行了南海群島的聯測。 80 80年代初，我國一些院校和科研單位已開始研究年代初，我國一些院校和科研單位已開始研究GPSGPS技術。十多年技術。十多年來，我國的測繪工作者在來，我國的測繪工作者在GPSGPS定位基礎理論研究和應用開發方面

9、作了定位基礎理論研究和應用開發方面作了大量的工作。大量的工作。 GPS原理及應用原理及應用v 我國我國GPSGPS定位技術的應用和發展概況定位技術的應用和發展概況 11.4 GPS11.4 GPS技術的應用技術的應用 在大地測量方面，利用在大地測量方面，利用GPSGPS技術開展國際聯測，建立全球性大地控技術開展國際聯測，建立全球性大地控制網，提供高精度的地心坐標，測定和精化大地水準面，組織各部門制網，提供高精度的地心坐標，測定和精化大地水準面，組織各部門（1010多個單位，多個單位，3030多臺多臺GPSGPS雙頻接受機）參加雙頻接受機）參加19921992年全國年全國GPSGPS定位大會定位

10、大會戰。戰。 經過數據處理，經過數據處理，GPSGPS網點地心坐標精度優于網點地心坐標精度優于0.2m0.2m，點間位置精度優，點間位置精度優于于 。在我國建立了平均邊長約。在我國建立了平均邊長約100km100km的的GPS AGPS A級網，提供了亞米級精級網，提供了亞米級精度地心坐標基準。次后，在度地心坐標基準。次后，在A A級網的基礎上，我國又布設了邊長為級網的基礎上，我國又布設了邊長為30100km30100km的的B B級網，全國約級網，全國約25002500個點。個點。A A、B B級級GPSGPS網點都聯測了幾何水網點都聯測了幾何水準。準。 這樣就為我國各部門的測繪工作，建立各

11、級測量控制網，提供了這樣就為我國各部門的測繪工作，建立各級測量控制網，提供了高精度的平面和高程三維基準。我國已完成西沙、南沙群島各島嶼與高精度的平面和高程三維基準。我國已完成西沙、南沙群島各島嶼與大地的大地的GPSGPS聯測，使海島與全國大地網聯成一整體。聯測，使海島與全國大地網聯成一整體。 GPS原理及應用原理及應用三、三、GPS定位方法分類定位方法分類 GPS原理及應用原理及應用確定觀測點在國家或地確定觀測點在國家或地方獨立坐標系中的坐方獨立坐標系中的坐標，即相對位置標，即相對位置B S1 S2 S4 S3 GPS原理及應用原理及應用 GPS原理及應用原理及應用 GPS原理及應用原理及應用

12、靜態相對定位模式靜態相對定位模式流動站流動站動態相對定位模式動態相對定位模式基準站基準站 GPS原理及應用原理及應用 GPS原理及應用原理及應用RTK定位圖定位圖 GPS原理及應用原理及應用RTK的操作和應用一、一、RTKRTK可以做什么可以做什么? ?u控制測量控制測量u碎部測量碎部測量u點放樣點放樣u直線放樣直線放樣u線路放樣線路放樣u斷面測量斷面測量二、儀器的連接-基準站GDL電臺電臺主機二、儀器的連接-基準站u三聲關機，四聲動態，五聲靜態，六聲恢復初始設置。三聲關機，四聲動態，五聲靜態，六聲恢復初始設置。DL燈常亮，燈常亮，STA燈五秒鐘閃一次，表示處在燈五秒鐘閃一次，表示處在靜態模式

13、靜態模式STA燈常亮，燈常亮，DL燈五秒鐘快閃兩次，表示處在燈五秒鐘快閃兩次，表示處在動態模式動態模式動態時動態時 靜態/GPRS/GSM指示燈數據鏈燈衛星/藍牙燈電源燈開關鍵三、注意事項三、注意事項-基準站架設基準站架設 基準站架設的好壞，將影響移動站工作的速度，并對移動站測量質量有著深遠的影響，因此用戶注意使觀測站位置具有以下條件：u在10度截止高度角以上的空間部應沒有障礙物；u鄰近不應有強電磁輻射源，比如電視發射塔、雷達電視發射天線等，以免對RTK電信號造成干擾，離其距離不得小于200m；u基準站最好選在地勢相對高的地方以利于電臺的作用距離；u地面穩固，易于點的保存。u用戶如果在樹木等對

14、電磁傳播影響較大的物體下設站，當接收機工作時，接收的衛星信號將產生畸變，影響RTK的差分質量，使得移動站很難FIXED。四、儀器的連接-移動站u三聲關機，四聲動態，三聲關機，四聲動態，五聲靜態，六聲恢復初五聲靜態，六聲恢復初始設置。七聲是基準站始設置。七聲是基準站和移動站互換！和移動站互換！uDL燈常亮，燈常亮，STA燈五燈五秒鐘閃一次，表示處在秒鐘閃一次，表示處在靜態模式靜態模式。u動態模式動態模式時，時，DL燈一燈一秒鐘閃一次。秒鐘閃一次。 五、參數設置五、參數設置-新建工程新建工程 依次按要求填寫或依次按要求填寫或選取如下工程信息：工選取如下工程信息：工程名稱、橢球系名稱、程名稱、橢球系

15、名稱、投影參數設置、四參數投影參數設置、四參數設置（未啟用可以不填設置（未啟用可以不填寫）、七參數設置（未寫）、七參數設置（未啟用可以不填寫）和高啟用可以不填寫）和高程擬合參數設置（未啟程擬合參數設置（未啟用可以不填寫），最后用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。確定，工程新建完畢。 五、參數設置五、參數設置-作業文件名作業文件名五五、參數設置、參數設置-橢球設置橢球設置五五、參數設置、參數設置-投影參數設置投影參數設置五五、參數設置、參數設置-四參數設置四參數設置五五、參數設置、參數設置-七參數設置七參數設置五五、參數設置、參數設置-高程擬合參數設置高程擬合參數設置六、求轉換參數六、求轉換

16、參數-控制點坐標庫控制點坐標庫六、求轉換參數六、求轉換參數-輸入已知坐標輸入已知坐標六六、求轉換參數、求轉換參數-增加原始點坐標增加原始點坐標六六、求轉換參數、求轉換參數-保存及查看參數保存及查看參數七、碎部點測量七、碎部點測量-手動采集手動采集七、碎部點測量七、碎部點測量-自動采集自動采集八、點放樣八、點放樣八、點放樣八、點放樣-增加放樣點增加放樣點八、點放樣八、點放樣-確定放樣點位確定放樣點位九、直線放樣九、直線放樣-增加放樣直線增加放樣直線九、直線放樣九、直線放樣-確定直線位置確定直線位置十、線路放樣十、線路放樣-線路設置線路設置 根據線路設計所需要的設計要素按照軟件菜單提示錄入后，軟件

17、按要求計算出線路點坐標和圖形。道路設計菜單包括兩種道路設計模式：元素模式和交點模式 十、線路放樣十、線路放樣-元素模式元素模式u 元素模式”是道路設計里面慣用的一種模式，它是將道路線路拆分為各種道路基本元素（點、直線、緩曲線、圓曲線等），并按照一定規則把這些基本元素逐一添加組合成線路，從而達到設計整段道路的目的 十、線路放樣十、線路放樣-元素模式元素模式 “間隔”為生成線路點坐標的間隔；“整樁號”、“整樁距”是生成坐標的方式；“路名”為所需要設計的道路名稱；“里程”為起始點里程。十、線路放樣十、線路放樣-元素模式元素模式 道路元素分為：點、直線、緩曲線、圓曲線。各種元素的組合要遵循道路設計規則

18、。要根據界面提示添加相應的數據信息，如：點要素就只需要輸入X坐標和Y坐標，直線元素只需要輸入方位角和長度。十、線路放樣十、線路放樣-元素模式元素模式點擊 “圖形繪制”按鈕，看到道路的計算后繪制的圖形 十、線路放樣十、線路放樣-交點模式交點模式 交點模式是目前普遍使用的道路設計方式。用戶只需輸入線路曲線交點的坐標以及相應路線的緩曲長、半徑、里程等信息，就可以得到要素點、加樁點、線路點的坐標，以及直觀的圖形顯示，從而可以方便的進行線路的放樣等測量工作。 十、線路放樣十、線路放樣-交點模式交點模式十、線路放樣十、線路放樣-交點模式交點模式十、線路放樣十、線路放樣-放樣放樣十、線路放樣十、線路放樣-放

19、樣放樣 列表中顯示設計文件中的所有的點（默認設置），用戶也可以通過在列表下的標志、加樁、計算、斷面前的對話框中打勾來選擇是否在列表中顯示這些點。選擇要放樣的點，如果要進行整個線路放樣，就按“線路放樣”按鈕，進入線路放樣模式進行放樣；如果要對某個標志點或加樁點進行放樣，就按“點放樣”按鈕，進入點放樣模式。如果要對某個中樁的橫斷面放樣，就按“斷面放樣” 十、線路放樣十、線路放樣-放樣放樣 在放線庫中調入設計文件選擇進行線路放樣以后放樣界面。 路放樣實際上是點放樣的線路表現形式既在點放樣時以設計的線路圖為底圖，實時的顯示當前點在線路上的映射點（當前點距線路上距離最近的點）的里程和前進方向的左或右偏距

20、。在圖中會顯示整個線路和當前測量點，并實時計算當前點是否在線路范圍內，如果在線路范圍內，就計算出到該線路的最近距離和該點在線路上的映射點的里程；如果不在線路范圍內，就給出提示。 十、線路放樣十、線路放樣-參數設置參數設置十、線路放樣十、線路放樣-參數設置參數設置u最小值，最大值：點放樣下面的圓圈提示和報警提示，當離放樣點的距離小于最大值并且選擇了聲音提示時，就給出聲音提示。u北方向、線方向：線路放樣和點放樣兩種方向指示模式的互相切換。u屬性賦值里程：測量點時是否把里程作為屬性。u顯示所有放樣路線：如果選擇了就顯示所有的放樣路線。u顯示標志點：如果選擇了就在圖中顯示所有的標志點。u顯示加樁點：如果選擇了就在圖中顯示所有的加樁點。u顯示測量點：如果選擇了就在圖中顯示測量點，并且顯示的測量點個數跟下面設置“顯示測量點個數”一