工程测量之控制测量与定位测量

第五章控制测量与定位测量

本章主要讲述控制测量问题。内容涉及控制测量概述、导线测量、导线测量的内业工作、经纬仪前方交会法、全站仪与GPS测量等。第五章控制测量与定位测量

[重点]坐标正反算计算方法，闭合、附合导线的内业计算过程。

了解等级控制网的建立过程和意义；了解小地区控制网的建立方法；导线的几种布设形式及技术要求和外业作业方法；熟悉坐标正反算的概念；基本掌握闭合、附合导线的内业计算过程；了解前方交会点的布设方法及其坐标计算方法；了解全站仪与GPS测量方面的一些基本知识。通过本章教学，要求学生熟悉控制测量概述、导线测量、导线测量的内业工作、经纬仪前方交会法、全站仪与GPS测量等；掌握坐标正反算计算方法，闭合、附合导线的内业计算过程。第五章控制测量与定位测量§5-1控制测量概述§5-2定位测量基本方法§5-3全站仪测量§

5-4

GPS定位测量1.定义

控制测量就是在较大范围内，以较高的精度测定地面上一些点的平面位置和高程。这些点称为控制点。2.目的与作用

①建立测区统一的平面和高程基准

②控制误差的积累

③作为进行各种细部测量的基准，保证测绘和测设必要的精度。3.分类

平面控制测量、高程控制测量5.1.1控制测量的概念5.1.2平面控制测量

——测定控制点的平面位置(X，Y)。

等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等作为以后各等的控制基准，逐级控制(由整体到局部，由高级到低级)。小地区内布置一级、二级、三级和图根控制。平面控制测量分类:三角测量、导线测量、GPS测量。按方法分：按控制范围和用途分：国家大地控制网：测图、工程建设、科研。城市控制网：城市测图、市政建设。工程控制网：为工程服务。技术要求：见表5-1、表5-2表5-1三角测量技术要求表5-2导线测量技术要求等级平均边长(Km)测角中误差(″)起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差测回数三角形最大闭合差(″)J1J2J6三等首级4.51.8≤1/150000≤1/7000069--7加密≤1/120000四等首级22.5≤1/100000≤1/4000046--9加密≤1/70000一级小三角15≤1/40000≤1/20000--2415二级小三角0.510≤1/20000≤1/10000--1230等级导线长度(Km)平均边长(Km)测角中误差(″)测距中误差(mm)测距相对中误差测回数方位角闭合差(″)相对闭合差(″)J2J6四等91.52.518≤1/800006--5」n≤1/35000一级40.5515≤1/300002410」n≤1/15000二级2.40.25815≤1/140001316」n≤1/10000三级1.20.11215≤1/70001224」n≤1/5000表5-3GPS测量技术要求（CJJ73--97）

GPS的出现给控制测量带来突破。只要将GPS接收机安置于控制点上，接收卫星信号，经随机处理软件和平差软件，即可解算地面控制点的三维坐标（x、y、H）。随着GPS定位技术的成熟和接收机价格的下降，GPS在各级控制测量中所占比重越来越大。等级平均距离km固定误差a(mm)比例误差b(ppm)最弱边相对中误m(mm)三5≤10≤51/80000四2≤10≤101/45000一级1≤10≤101/20000二级<1≤15≤201/10000项目等级观测方法二等三等四等一级二级卫星高度角（º）静态≥15≥15≥15≥15≥15有效观测卫星数静态≥4≥4≥4≥4≥4平均重复设站数静态≥2≥2≥1.6≥1.6≥1.6时段长度（min）静态≥90≥60≥45≥45≥45数据采样间隔(s)静态10~6010~6010~6010~6010~60GPS测量各等级的作业的基本技术要求

GPS控制网的主要技术指标5.1.3高程控制测量——测定控制点的高程H。

：水准测量另外方法：三角高程测量、全站仪高程测量。

：分一等、二等、三等、四等，前一等作为以后各等的控制基准，逐级控制(由整体到局部，由高级到低级)。地形测量时，布设图根水准(也称等外水准)。：见表5-4

技术要求主要方法等级关系表5-4水准测量技术要求等级每千米高差全中误差(mm)路线长度(Km)水准仪的型号水准尺观测次数往返测较差、附合或环线闭合差与已知点联测与已知点联测平地(mm)山地(mm)二等2--DS1因瓦往返各一次往返各一次4」L--三等6≤50DS1因瓦往返各一次往返各一次12」L4」nDS3双面四等10≤16DS3双面往返各一次往一次20」L6」n五等15--DS3单面往返各一次往一次30」L--

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5-4

GPS定位测量已知方位已知点连接角转折角导线边5.2.1导线测量

将相邻的控制点连成互相连接的折线（导线），通过测量转折角和边长，由已知点坐标计算未知点的坐标。定位测量：用测量技术方法确定点的三维坐标。特点：布设灵活，数据处理简单。在图根测量和工程控制网中应用普遍。5.2.1.1导线的布置形式

闭合导线:

附合导线：45AB23（1）ABDC（1）234（5）（1）234（5）

如图，从高级控制点B(1)和已知方向A1出发，经导线点2、3、4、5再回到B(1)点形成一闭合多边形。适用于较开阔地区布设。

由一已知点开始，经若干控制点的连续折线到达另一已知点上。（布设在两个高级控制点间的导线称附合导线）由已知点开始，经若干控制点的连续折线又回到原来点。

如图，从一高级控制点B和已知方向AB出发，经过导线点1、2、3、4再附合到另一高级控制点C和已知方向CD上，形成附合导线。适用于带状地区布设。有严密的几何条件，能检核观测成果。

支导线：AB（1）234（5）（1）234（5）

由已知点开始，经若干控制点的连续折线没有回到原已知点或另一已知点上。（从一个已知点和一个已知方向出发，支出1-2个点的导线，称支导线）支导线为一开放式导线，只具有必要的起始数据，缺乏严密的几何条件作检核，因此只适于作图根控制测量和一般的定点定位，而且只能支2个点。区别：水准路线考虑的是高程条件；导线考虑的是纵横坐标条件。5.2.1.2导线测量的外业工作

水平角：观测导线各连接角、转折角。

连接角：导线定向角，主要取得方位角的起算数据。

转折角：附合导线测左、右角，闭合导线测内角。距离：（光电测距、钢尺量距）测量各导线边的距离，要求往返测取平均值。每一步都检查是否超限

选点观测

外业资料整理导线测量的外业工作主要包括：选点、测距、测角等三项工作。（通视好、能保存、分布均）在现场选定控制点位置，设立标志。实地选点注意事项：导线点应选在视野广阔，便于控制点使用的地方。相邻点必须通视。点均匀分布，相邻边长度相差不宜过大。点应选在不易被行人车马触动，土质坚实便于安置仪器的地方。1、选点2、观测①

边长测量②水平角测量(连接角及转折角）钢尺量距：往返丈量相对中误差<1/2000或1/1000光电测距：视距法

：往返相对误差<1/300

一般规定观测左角。闭合导线中，导线点按逆时针编号，左角即是内角。EDCBA121°28′00″90°07′30″84°10′30″108°27′00″135°48′00″96°51′36″(方位角）231.32201.58200.44241.00263.41

1.计算公式

(1)坐标正算公式（x1、y1、D12、α12—x2、y2）5.2.1.3导线测量的内业计算

由两点的边长和坐标方位角计算两点的坐标差（坐标增量），进而由已知点坐标计算未知点的坐标。知1、2点坐标知D12、α12（2）坐标反算公式（x1、y1、x2、y2—

D12、α12）由两点坐标求直线的坐标方位角和边长。由△x12、△y12的正负号判断所在象限，再换成方位角。计算前的准备工作：（1）、全面检核外业原始观测数据记录、计算是否齐全、正确、限差是否合格。（2）、抄录已知数据（已知高级点坐标，方位角等）。（3）、绘导线略图（注明点、角度、边长）。（4）、准备应用的计算表格。2.闭合导线计算内业计算任务：利用已知数据和外业观测成果,计算导线点的平面直角坐标（X，Y）。评价观测质量是否合格内业计算内容：①角度闭合差计算和调整

②导线边方位角计算

③坐标增量计算及坐标增量闭合差调整

④坐标计算（1）、计算目的

利用已知数据和外业观测成果,计算导线点的平面直角坐标（X，Y）。闭合导线点的坐标计算AB25431（2）、计算思路X2=X1+△X12=X1+D12×COSα12Y2=Y1+△Y12=Y1+D12×SINα12Xi+1Yi+1βiαi,i+1△Xi,i+1=Di,i+1×COSαi,i+1△Yi,i+1=Di,i+1×SINαi,i+1应满足内角和条件：∑βi-(n-2)180°≠0

＝ff满足限差后βi要改正应满足纵横坐标条件：∑△X≠0＝fx∑△Y≠0＝fy计算f、K，K满足限差后△X、△Y要改正闭合导线点的坐标计算AB25431β1β2β5β3β4角度调整：Vi=-fβ/n

即：闭合差反号平均分配至每个观测，再计算改正后角值第一步：

角度闭合差计算和调整

（3）、计算步骤和方法（四步）若f＞

f允，不合格，检查后，重测。

f＜

f允，合格可进行角度调整检核：

∑（i+Vi)=(n-2)×180°闭合导线点的坐标计算f

=∑测-∑理=∑测-(n-2)×180°f允=±16″第二步：导线边方位角计算

检核：

12=

51±180°

+

1左AB25431闭合导线点的坐标计算I,i+1=

i-1,i±180°

+

i左i,i+1=

i-1,i±180°

－

i右由起算方位角、调整后内角、连接角逐边推算，最后再回到起算边。检查是否一致。

坐标增量计算

坐标增量闭合差计算闭合导线点的坐标计算第三步：坐标增量计算及坐标增量闭合差调整

若K

＞

K允，检查后，重测边长。

K

＜

K允，合格可进行调整

导线全长绝对闭合差：导线全长相对闭合差：检核：

fx=－∑v△xi

fy=－∑v△YiK=f/∑D△xi=Di×cos

△Yi=Di×sin

fx=∑△Xi

fy=∑△Yi改正数计算：第四步：坐标计算：检核：

Y1=Y5+△Y51

(与起始原点坐标相等)AB25431Xi+1=Xi+△Xii+1

Yi+1=Yi+△Yii+1闭合导线点的坐标计算EDCBA121°28′00″90°07′30″84°10′30″108°27′00″135°48′00″96°51′36″(方位角）231.32201.58200.44241.00263.41闭合导线计算略图闭合导线点的坐标计算闭合导线计算表闭合导线点的坐标计算闭合导线计算表闭合导线点的坐标计算闭合导线计算示例（书上示例）闭合导线点的坐标计算闭合导线计算总结

（1）角度闭合差的计算与调整

角度闭合差：fβ=∑β测-（n-2）×180°

闭合差容许值：

角度改正数：改正后角值：（2）坐标方位角的计算

用改正后角值按第二章公式计算。（3）坐标增量的计算

按坐标正算公式计算各边的坐标增量。

(4)坐标(增量)闭合差的计算与调整a.闭合差测量值与真值（已知值）之差！全长闭合差全长相对闭合差b.改正数取位至毫米，检核！∑vx

=-fx∑vy=-fyc.改正后坐标增量检核！∑△x’=0∑△y’=0（5）导线点坐标计算

根据起算点的已知点坐标和调整后的坐标增量，逐点计算各点坐标。计算至导线最末一点后，还应再次计算出起算点的坐标，检核其是否一致！计算目的

利用已知数据和外业观测成果,计算导线点的平面直角坐标（X，Y）。附合导线点的坐标计算ABDC（1）234（5）3.附合导线的计算

附合导线计算步骤与附合导线相同，只是导线形式不同，使角度闭合差和坐标增量闭合差的计算公式有所不同。只介绍不同部分的计算，其它计算过程及要求相同。（1）角度闭合差（2）坐标（增量）闭合差实际上就是终边的测量方位角与已知方位角之差！实际上就是测量坐标增量与已知坐标增量之差；或者说是终点的测量坐标与已知坐标之差！4.支导线的坐标计算直接按照坐标正算公式计算即可！附合导线点的坐标计算附合导线计算总结DCAB1299°01′00″167°45′36″123°11′24″189°20′56″225.860172.570139.030附合导线计算略图附合导线点的坐标计算附合导线计算附合导线点的坐标计算附合导线计算示例（书上示例）附合导线点的坐标计算

1、前方交会法已知:A(xA,yA),B(xB,yB)观测值：两个已知点处的水平角和。求:P点的坐标xP

,yP

计算公式如下：5.2.2交会法定位2、侧方交会法已知:A(xA,yA),B(xB,yB)观测值：一个已知点处的水平角和待定点处的水平角γ

。计算：先求第三角

=1800-(+γ)然后再按下式计算P点的坐标。3、后方交会法已知点：A，B，C观测值：夹角和。辅助量：r=360°-(+)求：XP，YP第一步：计算A,B,C角ABCaPβr第二步：计算权系数第三步：计算待定点P的坐标

图中，A，B点坐标已知，P为待定点，若测量了边长a和b，则根据A，B点坐标及边长a和b，可以计算P点的坐标，这种方法称边长交会法，随着电磁波测距仪的普及，边长交会将会成为一种常用的交会方法，测边交会有两边交会，三边交会或四边交会，基本的图形为两边交会如图。aAPBbD4、边长交会法同GPS,空间后方边长交会。作业P127-3、4

两边交会图形的未知点坐标计算公式为

式中：

对于三边交会，可以通过取两条近似正交的边求出P点坐标，然后以第三条边边长C作检核，用下式计算：

C的计算值应等于实测值。

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GPS定位测量可以进行角度测量(水平角、竖直角)和距离测量(斜距、平距、高差)；测距系统光轴与测角系统视准轴同轴；显示测点的角度(方向值)、距离、高差或三维坐标；具有后方交会、放样、偏心、悬高、对边等高级测量功能；具有较大容量的内部存储器，可以存储测点的点号、编码、三维坐标；

可以与计算机进行双向数据通讯；高精度全站仪测角精度达0.5秒，测距精度达(1+1PPM)；可以实现无棱镜测距；与计算机联合组成的智能观测系统（测量机器人）已面市。与GPS组合成超级全站仪（超站仪）

全站仪是集电子测角、光电测距及微处理器于一体，能够进行水平角测量、竖直角测量、距离测量和具有计算、显示、存贮及与计算机进行双向数据通讯等功能的仪器。

由于这种仪器可以完成测站上所有的测量和计算工作，故被称为“全站仪”(TotalStation、全站型电子速测仪)徕卡TCA2003NikonDTM-502TOPCONGTS-330N南方NTS662

徕卡TPS400索佳set230RPENTAXR-202索佳SET2110超站仪全站仪的构造智能型全站仪LeicaTCA2003特点：自动无人值守观测，全天候观测。全站仪的构造徕卡全站仪发展简史

19821986199119941999

TC2000单轴补偿彩色组合功能键操作（DOS方式）

T3000双轴补偿彩色组合功能键操作（DOS方式）

TC1610双轴补偿菜单功能键操作

TPS1000双轴补偿软功能键操作(图标操作)自动目标识别

TPS1100双轴补偿软功能键操作(图标操作)自动目标识别

无合作目标测距5.3.1全站仪的基本结构框图光电测角系统光电测距系统双轴补偿系统垂直角水平角斜距ΔV.ΔH微处理器键盘显示器数据存储器程序存储器输入输出接口电子经纬仪+光电测距仪+内置微处理器

发展方向：

全站仪一般都有一个六针圆孔的RS-232接口，通过专用电缆可以方便地与笔记本电脑或掌上电脑相连，在相应的绘图软件支持下，实现野外电子平板测图。如清华三维的EPSW2000和EPSCE等。也可将野外采集的测量数据直接存储在全站仪内，作业完成后用专用通讯电缆将数据传输至计算机里，通过绘图软件处理后，由绘图仪直接出图，实现数字地图的成图自动化。南方测绘仪器公司CASS系列软件就是这类成图软件。全站仪内置式的存储器和存储卡与早期全站仪使用的功能单一的电子手簿相比，具有容量大，功能多，速度快，操作方便，安全，可靠的优点，因此渐成主流。

全站仪的使用：不同仪器使用方法稍有差别。5.3.2全站仪在工程中的应用

普通工程型全站仪除了具有同时测量距离和角度的基本功能外，还具有三维坐标测量、、施工放样测量、后方交会测量、对边测量、悬高测量、偏心测量等高级功能。但象后方交会测量、对边测量、悬高测量、偏心测量等功能应用不多。⑴三维坐标测量(coordinate)—测绘

如图，A、B为已知点，在A点上设站并输入其坐标及仪器高和棱镜高后，后视B点并输入其坐标,完成定向后（选择好模式，设置好仪器）,瞄准P点处棱镜并观测，仪器即可显示待定点P的三维坐标。三维坐标测量后方交会测量⑵后方交会测量(Resection)

如图，全站仪安置在一待定点上，观测两个以上已知点的角度和距离，并分别输入各已知点的三维坐标和仪器高、棱镜高后，全站仪即可计算出测站点的坐标。并可根据需要，设置好方位角。本功能也称作自由设站法。(3)对边测量(RDM(remotedistancemeasurement))

如图，在任意位置设站，分别瞄准两个目标点棱镜并观测其角度与距离，全站仪即可计算出两目标点间的平距、斜距、高差和坡度。对边测量悬高测量(4)悬高测量(REM(remoteelevationmeasurement))

如图，要测量某些不能设置棱镜的目标（如高压线、悬崖）的高度时，可在目标的正上方或正下方安置棱镜，并输入棱镜高h1。瞄准棱镜并观测后，再瞄准被测目标，全站仪即可显示被测目标的高度H。(5)放样测量S.O(setting-out)—测设

如图，Α、Β是已知点，在A点上安置全站仪，并输入A点坐标、仪器高和棱镜高，后视B点，再输入其坐标，即完成定向工作。将要测设的角度和边长（或坐标值）输入全站仪，固定照准部于测设的方位角上，指挥棱镜进入望远镜十字丝中心并作上下、前后移动，使实测距离与测设距离相等（或差值为零），此时棱镜所在的位置就是测设的点位。放样测量偏心测量⑹偏心测量(OffSet)—同悬高测量。因是一个平面内，一个竖直面内。

如图，若待定点不能安置棱镜，则可将棱镜安置在此待定点一侧，并构成等边三角形。瞄准偏心点的棱镜并观测；再瞄准待定点，全站仪即可显示出待定点坐标。

随着光、机、电、磁等现代科技的发展，新型全站仪集成了更多新的功能：如激光对中器，即使在黑暗的环境中也可获得很高的对中精度；又如激光导向系统，在放样测量中，可引导司镜员快速进入望远镜视场内；有些以激光为光源的全站仪，还可在短距离内（100米左右）实现高精度的无反射棱镜测距，在建筑、桥梁和隧道工程的施工中得到广泛应用。至于具有强大应用软件支持的智能型全站仪(测量机器人），更使得诸如核电站反应堆外壳形变、水利水电工程大坝形变和矿山的岩移等工程的自动化变形监测成为可能。全站仪成为现代建设工程的质量和效率之源。

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GPS定位测量GPS系统组成GPS

定位原理GPS

定位方法GPS技术的应用

GPS是美国国防部1973年开始研制，历经20年耗资300亿美元,1993年24颗工作卫星进入轨道，GPS计划完成。

GPS由于具有较多优点（全球性、全天候、连续的三维测速、导航、定位、授时能力、自动化、高精度），GPS定位技术应用于国民经济和科学技术的众多领域，测量只是其中之一。5.4.1GPS系统组成

空间部分

提供星历和时间信息发射伪距和载波信号提供其它辅助信息用户部分

接收卫星信号记录处理数据提供导航定位信息地面控制部分

中心控制系统实现时间同步跟踪卫星进行定轨

系统功能ₖ导航ₘ定位ₙ测速ₛ授时

1994年GPS全面进入正式运行阶段，空间卫星星座由24颗卫星组成，大致均匀分布在6个轨道面上，每个轨道面上均布有4颗卫星。其中21颗为工作卫星，3颗备用卫星。轨道面相对于地球赤道面倾角为55°，各轨道平面升交点的赤经相差60°。轨道平均高度为20200公里，卫星运行周期为11小时58分，在1998年就有27颗GPS卫星在轨道上运行。1.空间GPS卫星星座

在世界任何时候、任意地点至少可接收到4颗卫星信号，多则可达11颗卫星信号，我国一般可接收到5~6颗卫星。GPS是基于精确计时的定位系统：高精度原子钟是GPS卫星的核心部件。每颗卫星上装有4个原子钟，以标准频率为GPS定位测量提供高精度的时间标准。BlockIIRBlockII/IIABlockIIFGPS卫星GPS卫星星座GPS卫星星座GPS卫星的主要功能

1）接受和储存地面控制站发送的信息，执行监控站的控制指令；

2）微机处理机进行必要的数据处理；

3）通过原子钟提供精密的时间标准；

4）以（1575.42MHz）、（1227.60MHz）两种载波向用户发送导航和定位信息。GPS卫星信号构成GPS卫星信号测距码数据码(导航电文）载波P码（Y码）C/A码L1载波L2载波伪随机码L波段L1载波L2载波

卫星由于受到地球引力、太阳、月亮及其他星体引力、太阳光压、大气阻力和地球潮汐力等因素的影响，卫星的运行轨道会发生摄动，地面监测系统就是了解卫星的工作状态并及时调整卫星运行轨道等的工作。地面监测系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站，分布在美国本土和其国外空军基地，其具体分布见图5—3。

图5—3地面监测站分布

2.地面监测部分主控站的作用：收集监测站所测得的伪距和积分多普勒观测值、环境要素等数据；计算每颗GPS卫星的星历（轨道参数）、时钟改正量、状态数据、以及信号的大气层传播改正，并按一定的形式编制成导航电文，传送到主控站。控制和监视其它站的工作情况并管理调度GPS卫星。注入站的作用：将主控站传来的导航电文，用微波作载波，分别注入到相应的GPS卫星中，通过卫星将导航电文传递给地面上的用户。由于导航电文是GPS用户所需要的一项重要信息，通过导航电文才能确定出GPS卫星在各时刻的具体位置，因此注入站的作用是很重要的。监测站的任务：为主控站编算导航电文提供原始观测数据。每个监测站上都有GPS信号接收机对所见卫星作伪距测量和积分多普勒观测，采集环境要素等数据，经初步处理后发往主控站。

用户设备部分可分GPS接收机和数据处理软件两部分。GPS接收机主要由天线、微处理机及其终端设备、电源组成。GPS接收机主要任务是接收、跟踪、变换和测量卫星信号，以获取必要的定位信息和观测量，经数据处理计算出测站的三维坐标，完成导航与定位任务。按用途可分导航型和测地型两类。测地型GPS接收机按频率分可分单频机和双频机。3.用户设备部分导航型：用于运动载体的导航，实时测出载体的位置、速度。分手持型、车载型、机载型、星载型。绝对定位，精度低，贱。测地型：用于大地测量、工程测量等。相对定位，精度高，贵。分为

单频机：接收L1载波，不能消除电离层延迟影响，短基线定位。

双频机：接收L2载波，能消除电离层延迟影响，长基线定位。

用户设备作用：接收GPS卫星发射的信号，获得必要的导航和定位信息及观测量，经数据处理后获得观测时刻接收机天线相位中心的位置坐标。

用户设备部分：包括GPS接收机、天线、数据处理软件包、硬件。GPS接收机有多种类型，对于大地测量而言应用的有单频接收机或双频接收机，后者可作精密测量，定位精度高。信号接收机

基本结构主体（天线、信号接收机）控制显示装置记录装置附件（电池等）十多个国家，60多家公司生产，300多种型号的接收机。5.4.2GPS定位原理距离观测值—①伪距观测值②载波相位观测值

空间后方距离交会

通过测量卫星发射的信号至接收机的传播时间，得到卫星与接收机之间的距离，然后根据多个（4个）这样的距离来解算接收机天线所在的位置坐标。1.GPS伪距测量由于测定时间时存在卫星钟误差、接收机钟误差及卫星信号在电离层和对流层中传播的延迟误差，接收机测定的ρ是有误差的，所以通常称求得的距离为“伪距”,用表示。因此,测站至卫星的几何距离为：伪距测量的优缺点

优点：是数据处理简单，对定位条件的要求低，不存在整周模糊度的问题，可以非常容易地实现实时定位；

缺点：观测值精度低，C/A码（粗测码）伪距观测值的精度一般为3米，而P码（精测码）伪距观测值的精度一般也在30个厘米左右，从而导致定位成果精度低，另外，若采用精度较高的P码伪距观测值，还存在AS政策（限制绝对定位）的问题。

2.载波相位测量

载波相位测量是高精度观测数据的方法。载波相位定位所采用的观测值为GPS的载波相位观测值，即L1、L2或它们的某种线性组合。通过测定卫星载波信号在卫星处某时刻的相位与该信号到达待定点天线时刻的相位间的相位差：（5－4－4）式中：N——信号的整周数；——不足整周数的相位差。卫星与待测点天线间的距离则为：

(5－4－5）式中：——波长。

相位测量只能测定不足一个整周数的相位差，无法直接测定整周数，因此这种载波相位测量的解算比较复杂。载波相位测量是利用卫星载波波长为单位进行量度的，卫星载波波长=19.03cm，波长=24.42cm，如果测相（比相）的精度达到百分之一周期，则测量的分辨率分别可达0.19cm，和0.24cm，测距中误差分别为（3mm~5mm）和（3mm~7mm），从而保证了测量定位精度。

优点：观测值的精度高，一般优于2个毫米。

缺点：数据处理过程复杂，存在整周模糊度的问题。

现有GPS接收机多采用载波相位测量载波相位测量的优缺点5.4.3GPS定位方法定位方式依观测值分:伪距载波相位依待定点状态分:静态定位动态定位依定位模式分:绝对定位(单点定位）相对定位（差分定位）依定位结果时间分:实时定位非实时定位--依载波频道数分:单频双频绝对定位实时伪距差分(RTD)实时载波相位差分(RTK)载波相位平滑伪距差分事后差分网络RTK广域网差分(SBAS差分)静态定位快速静态定位动态定位静态定位（经典、精密）动态定位（经典、精密）定位模式相对定位差分定位1.静态定位

所谓静态定位，就是在进行GPS定位时，认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是保持不变的。也就是说，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量。在测量中，静态定位一般用于高精度的测量定位，其具体观测模式多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间由几分钟、几小时甚至数十小时不等。静态定位是待定点相对于周围固定点无相对运动的GPS定位方法，通过大量的重复观测，高精度测定GPS信号传播时间，根据已知GPS卫星瞬间位置，准确确定接收机的三维坐标。静态定位多余观测量大、可靠性强、定位精度高，是测量工程中精密定位的基本方法。2.动态定位

所谓动态定位，就是在进行GPS定位时，认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是变化的。也就是说，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个随时间的改变而改变的量。动态定位是待定点相对于周围固定点显著运动（相对于地球运动）的GPS定位方法，以车辆、舰船、飞机和航天器为载体，实时测定GPS信号接收机的瞬间位置，定位精度低。它发展速度最快，应用较广，尤其是实时动态（RTK）测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术相结合的一种新的定位方法。

基本做法是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将观测数据通过无线电传输设备，实时发送给动态用户观测站，从而可实时高精度地解算用户站的三维坐标。从动态定位的精度来看，可分20m左右的低精度，5m左右的中等精度，0.5m左右的高精度定位。在测得运动载体的实时位置的同时，测得运动载体的速度、时间和方位等状态参数，进而引导运动载体驶向预定的后续位置，称之为导航。导航是一种广义的动态定位。

精度

10-30m

单机定位用于导航，其定位精度大约在10到30m左右，观测值可为伪距或相位差。3.GPS单点定位（绝对定位）受AS政策的影响，定位精度低。