GPS全球定位系统简介

GPS全球定位系统简介全球定位系统（GPS）简介一、GPS的组成三大部分：空间部分控制部分用户部分

空间卫星座24颗卫星发射信号卫星轨道、时间数据及辅助资料信息

用户设备

接收设备接收卫星信号

地面监控中央控制系统时间同步跟踪卫星定位全球定位系统（GPS）简介1、空间部分

GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。全球定位系统（GPS）简介2、地面控制部分

地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。全球定位系统（GPS）简介3、用户设备部分用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。全球定位系统（GPS）简介二、GPS全球定位系统的应用特点

l．用途广泛2．自动化程度高3．观测速度快

4．定位精度高5．经费节省和效益高

三、GPS坐标系统GPS测量中使用协议地球坐标系称为1984年世界大地坐标系(WGS-84)。全球定位系统（GPS）简介四、GPS定位原理

GPS定位原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。全球定位系统（GPS）简介五、GPS使用（一）开关GPS主机1、按电源键1秒，开机2、按电源键3秒，关机（二）控制面板按键主机控制面板有按键两个：F键（功能键）和电源键，指示灯３个，分别为电源、卫星、状态。控制面板功能键操作说明：1、双击F(间隔>0.2S,小于1S),进入“工作方式”设置，有“基站”、“移动站”、“静态”三种工作模式选择。2、长按F大于3秒进入“数据链设置”，有“UHF”、“GSM”、“外挂”三种数据链模式选择。3、按一次F键,进入“UHF电台频道”设置。有0～9、A～F共16个频道可选。全球定位系统（GPS）简介4、轻按关机按钮，提示当前工作模式、数据链方式和电台频道，同时电源灯指示电池电量。指示灯操作说明:1、电源灯(红色):“常亮”(正常电压)内电池>7.2V,外电>11V“慢闪”(欠压)内电池≤7.2V，外电≤11V“快闪”(指示电量)每分钟快闪1～4下指示电量2、卫星灯(绿色)：“慢闪”：搜星或卫星失锁“常亮”：卫星锁定3、状态灯（红绿双色灯）:绿灯：（信号灯）内置UHF移动站时指示电台信号强度，外挂UHF基准站时常灭内置GSM时指示登陆（慢闪），连接上（常亮）静态时发生错误（快闪），其他状态常灭。红灯:（数据灯）数据链收发数据指示（移动站只提示接收，基站只提示发射），静态采集指示。全球定位系统（GPS）简介六、GPS测量（一）、GPS工作模式的设置（二）、架设基准站对中、整平基座，连接好GPS各连接线。基准站架设点必须满足以下要求：（1）、高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物（2）、无电磁波干扰（200米内没有微波站、雷达站、手机信号站等，50米内无高压线）；（3）、位置比较高，基准站到移动站之间最好无大型遮挡物，否则差分传播距离迅速缩短。手簿与GPS主机的连接（蓝牙无线连接）注意事项：1、先开GPS主机，再进行手簿连接2、手簿连接前，要将端口设置为“COM1”3、手簿与GPS主机距离最好在10m内4、手簿与GPS主机间无太大的障碍物全球定位系统（GPS）简介1）、打开手簿电源键进入开机界面，选择右上角【start】开始菜单，选择【HD-power】进入测量界面。2）、手薄与主机连接。打开GPS主机电源，设置好GPS主机工作模式，在手簿上选择【设置】→【连接】（如果连接不上选择【设置】→【选项】→【串口设置】，将端口改为com1，在连接）。当手簿与GPS主机连接正常时，将弹出一“已经与接收机建立连接！”的提示。3）设置项目文件。选择【文件】→【新建项目】在弹出新“建工程属性”界面中依次完成“【1】项目名称”、“【2】坐标系统”、“【3】投影参数”（只要输入中央子午线经度即可，如果不知道可以通过【查看】→【导航信息】）这三项后，选择【创建】完成项目属性设置。全球定位系统（GPS）简介4）、设置基准站坐标。选择【设置】→【基准站坐标】，选择【添加A】输入点名，格式为“GPSBLH”，输入“天线高”，选择【当前C】自动采集五次取平均值作为单点定位的基准站坐标，在弹出“当前点已修改，是否保存”时选择【是】，在弹出“已经设置了基准站„„”后选择【OK】，电台收发灯和基站主机信号灯开始闪烁且手簿左下角解类型为“固定坐标”没有任何提示就说明基准站设置好了。5）、断开手簿与主机的连接。选择【设置】→【断开】。全球定位系统（GPS）简介（三）、手簿程序的操作流程(转换参数配合高程拟合法)不管基站架设在未知点上还是已知点上，坐标系统也不管是国家坐标还是地方施工坐标，此方法都适用。若只需平面坐标，则无需作高程拟合。碎部点采集1、设置好移动站。打开移动站主机电源，设置好模式后，手簿和移动站连接好。连接方法和基站相同。在手簿左下角坐标显示区的坐标解类型必须为固定解（窄带），右下角的数据链最好为1，而且一直稳定保持不变，说明移动台工作及工作环境都很好。2、碎部点测量。在需要采集坐标的地方整平对中杆，用触笔选择手簿左下角坐标显示区（解类型必须为固定解（窄带））或者按手簿的【SP】键会采集当前点坐标，在“设置记录点属性”对话框内输入点名、全球定位系统（GPS）简介天线高后按回车键即可保存当前坐标。有时需要采集多次时可以打开【设置】→【平滑采集】。在“启用”前打“√”，然后在输入需要采集的次数即可。求转换参数和高程拟合1、添加控制点：选择【查看】→【坐标库】→【控制点坐标库】，进入控制点库，进行控制点标的添加、删除、编辑和查找。此步是为以后求转换参数作准备。选择【添加】按钮：添加一个控制点，弹出【编辑控制点】对话框，输入控制点点名，选择点类型和查看格式（格式为当地XYH），输入坐标。求转换参数必须均匀分布在测区范围的两个或两个以上的已知点。控制点越多，所求得的转换参数可运用的范围越大。注意：控制点即为已知点，而已知点不管为何种坐标系统，在添加控制点的对话框中“类型”和“查看格式”都选择“当地XYH”。全球定位系统（GPS）简介2、采集控制点坐标。在控制点上把仪器对中，用触笔选择手簿左下角坐标显示区（解类型必须为固定解（窄带））或者按手簿的【SP】键会采集当前点坐标，在“设置记录点属性”对话框内输入点名、天线高后按回车键即可保存当前坐标。当需要参与求解参数的控制点有多个时每个都要采集。3、坐标关联（使添加在控制点坐标库的已知坐标和采集的控制点坐标一一对应）。选择选择【查看】→【7、坐标库】→【3、记录点坐标库】选择一个已保存的控制点，点击【编辑3】在“编辑记录点”对话框内在“控制点”前的框内打“√”，开启控制点开关然后点击在控制点和详细的中间的小三角符号处，选择与之对应的控制点点号后点击OK。用相同的方法关联其他坐标。全球定位系统（GPS）简介4、求转换参数和高程拟合。点击【辅助】→【1计算】→【3转换参数】，在“求解转换参数”对话框内右上角选择【文件7】→【1提取当前记录】，坐标提取后点击【解算2】（参数算完后其比例应在0.97~1.03之间）→【应用】。再选择【文件7】→【5添加到水准点库】→【OK】→【YES】→【解算2】→【YES】→【ok】→【应用4】。