武汉大学GPS测量原理及应用

〔2分×8〕UTC1〔闰秒〕的方法使协调时与世界时的时刻相近，其差不超过1〔以国际制秒(SI)为基准，用正负闰秒的方法保持与世界时相差在一秒以内的一种时间〕GPS4颗以上GPS以及的卫星位置，承受距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。【PDOPPDOPq11q11q22q33度因子和高程精度因子的平方和的开根号值，即PDOP=HDOP2VDOP2【SA技术】称为有选择可用性技术，即人为地将误差引入卫星钟和卫星数据中，有意降GPSC/A20m100m。【RTKGPS(RTDGPS),地球自转轴发生变化，使春分点在黄道上向西偏移。〔地球瞬时自转轴在惯性空间不断转变方向的长期性运动〕时间而变，使地级放生偏移，称为地极移动，简称极移。【周跳】在GPS定位工作中，由于某种缘由,如卫星信号被临时阻挡，或受到外界干扰影种现象称为整周跳变或周跳。二．简答〔共49〕SAAS〔5〕P-W技术和L1L2L2P研制能同时接收GPSGLONASS进展DGPSWADGPSGPS建立独立的GPS卫星测轨系统。建立独立的卫星导航与定位系统。子午卫星导航系统的缺点及其GPS〔4〕子午系统缺陷：子午卫星轨道低，难以周密定轨；子午卫星射电频率低，难以补偿电离层效应影响；观测时间长，既不能进展连续、实时定位又不能到达厘米级的定位精度。GPS能为各类用户供给周密的三维坐标、速度和时间。定位精度高； 观测时间短； 测站间无须通视；全天候作业；高效率、多功能、操作简便、应用广泛。要实现54-80坐标系转换过程及其适用条件？〔重点画图〔7分〕54坐标80求得转换参数后，再利用上述数学模型进展各点的坐标转换，当重合点数为3个以上时，才可以用七参数法。伪距定位观测方程组及其方程及字母意义5-8式5分式子：字母：卫星坐标〔Xs,Ys,Zs〕 接收机坐标〔X，Y，Z〕j为卫星个数〔j=1,2,3··〕信号传播速度C 伪距观测值 ρ’ k为接收机号卫星钟差δt j 接收机钟差δt 电离层改正项δρ1对流层改正项δρ2k一次差〔单差，二次差〔双差，三次差可以消退哪些误差？5分〕一次差〔两接收机间同时减弱了卫星轨道误差、大气传播误差对两个测站同步观测的影响。二次差〔两同步卫星间机时钟误差还可以消退卫星时钟误差〔双差模型优点〕三次差〔两历元间，可消退与卫星和接收机有关的初始整周模糊度项N。多路径效应定义及其防止方法〔4分〕定义：在GPS测量中，无线电载波信号受到障碍物反射所产生多路径传播的现象。〔由于多路径的信号传播所引起的干预时延效应被称做多路径效应〕消弱多路径误差的方法：选择适宜的站址〔测站应远离水面、平坦路、高层建筑物等强反射物体，且不宜选择在山坡、山谷、盆地中〕对接收机天线的要求〔在天线中设置仰径板，天线安置不能低于1m，关键要增加卫星截止高度角〕需要长时间观测〔以获得大量多余观测来保障测量结果的牢靠性〕GPS静态选点原则〔6〕点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上点位目标要显著，视场四周15°以上不应有障碍物。点位四周不应有大面积水域或猛烈干扰卫星信号接收的物体。点位应选在交通便利，有利于其他观测手段扩展与联测的地方。地面根底稳定，易于点的保存网形应有利于同步观测边、点联结。卫星无摄运动下的轨道参数a,e,v,Ω,i,w〔开普勒轨道六参数或轨道根数〕a——椭圆的长半径 e——偏心率 V——真近点角〔3〕Ω——升交点的赤径 i——轨道面的倾角〔2〕w——近地点角距〔1〕GPSGPS应承受原有城市坐标系统，以便沿用原来测绘成果资料、比例尺地形图和旧点的标石。GPS33联测几何水准点的点位，应均匀地布设于测区。假设测区有明显地几种趋势地形，对地形突变局部的GPS点，应联测几何水准。GPS系统包括三大局部：空间局部——GPS卫星星座；地面掌握局部——地面监控系统用户设备局部——GPS信号接收机GPS2136个近似圆形轨道上。GPS工作卫星的编号方法：按放射先后次序编号；按PRN的不同编号；NASA编号；国际编号；按轨道位置挨次编号等〔导航定位测量中，一般承受PRN编号〕GPS工作卫星的地面监控系统包括：1个主控站、3个注入站、5个监测站。GPS系统中卫星钟和接收机钟均承受稳定而连续的GPS时间系统。GPS卫星星历分为预报星历〔播送星历〕和后处理星历〔周密星历。GPSGPS接收机天线单元〔板天线、四螺旋形天线、微带天线、锥形天线、GPS接收机主机单元和电源。GPS卫星位置承受WGS-84大地坐标系〔原点为地球质心〕我国双星/〔3颗卫星在工作〕协议天球坐标系到协议地球坐标系的转换流程：协议天球坐标系-----岁差章动改正----瞬时天球坐标系---旋转春分点时角 瞬时地球坐标系----极移 协议地球坐标系时间坐标系统，属于均匀时间系统：原子时ATI，协调世界时UTC，GPS时间系统属于地球自转不均匀时间系统：恒星时ST，平太阳时MT，世界时UTGPS卫星星历由：C/A〔20~30m〕P〔10m〕来传送轨道位置信息。GPS卫星导航电文〔卫星电文或数据码或D码〕包括：卫星星历，时钟改正，电离层时延改正，工作状态信息以及C/A码转换到捕获P码的信息。GPS星历。第三数据块主要包括：全部GPS卫星的历书数据。GPS〔L1LPRC/A码P码；〔导航电文或D码，位置信息〕L1载波上有C/A码，P码；L2载波只含有P码。用于测量或消退延迟误差的影响。测距码和数据码均承受调相技术调制到载波上。即码值0--1转换使载波相位转变180°

PRC/A码由GP码由PN〔PN2〔t〕38个星期。GPS接收机按工作原理分为：码相关型接收机和平方型接收机〔均得载波伪距观测值、混合型接收机〔得载波伪距和载波相位观测值〕干预型接收机〔测距离〕GPSGPSt的方法。载波相位测量中重建载波的工作，可承受码相关法和平方法。确定整周未知数N伪距〔两种测量同时进展将N当做平差中的待定参数 多普勒法〔三差法〕④快速确定N整周跳变的探测和修复〔有意〕的方法：屏幕扫描法用高次差或多项式拟合法 在卫星间求差法〔即电离层残差法但有局限〕⑤依据平差后的残差觉察和修复整周跳变〔仅⑤能探测出全部周跳〕【GPSGPS卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS-84【GPSGPSGPS机天线之间的相对位置〔坐标差是GPS〕ASP进展周密导航定位。SAAS1.2.降低长距离相对定位的精度3.ASGPSGPSGPS【差分GPS定位原理】目的：消退公共误差，提高定位精度。(差分技术关键：高波特率数据传输的牢靠性和抗干扰性)GPS分为：单站GPS差分；局部区域GPSLADGPS；广域差分WADGPS；单站差分按基准站发送的信息方式分为：位置差分，伪距差分，载波相位差分RTK。〔星历误差、大气延时误差〔电离层延时和对流层延时、卫星钟误差〕进展区分，目的：降低定位误差的时空相关，因此广域差分不行以相对定位。GPSGPS动态定位，方法有：1.单点动态定位〔确定动态定位〕2.实时差分动态定位〔相对动态定位，定位精度较高〕3.后处理差分动态定位GPS1.一站单机定时法。2。共视比对定时法。与信号传播有关的误差：电离层折射误差，对流层折射误差，多路径效应误差。与卫星有关的误差：卫星星历差，卫星钟误差，相对论效应。与接收机有关的误差：接收机钟误差，接收机位置误差，天线相位中心位置误差等。双频接收机可以同时接收L1，L2量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率极高。相对效应：广义上影响大于狭义上，且二者符号相反。故措施是降低f频率改正。减弱接收机钟差措施：key在卫星间求一次差。同步观测环：三台或以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环〔同步环〕异步观测环：在构成多边形环路的全部基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则多边形环路就叫做异步观测环〔异步环〕独立基线：对于NGPSJN-1.GPSC=n·m/N〔Cnm〕J总基线数=C·N〔N-1〕/2 J必要=n-1J独立=N-〕 J多余=42.当N3时，同步三角形闭合环的最少个数T应为：T=J〔N-〔N-/2 〔利用J=〔N-/〕GPS接收机的检验内容：1.一般检验2.通电检验3.实