GPS定位原理及应用简介 ------入门篇
第二章 水准测量 一、什么是GPS? 1．定义 GPS全球定位系统（Global Positioning System）,是一种可以空间交会定点的导航系统,可向全球提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。
二、GPS的组成 GPS定位系统由GPS卫星星座、地面控制站和用户GPS接收机三部分组成。
1、空间部分 由21颗工作卫星 和3颗备用卫星。 GPS卫星图片1
GPS卫星图片2
2、地面控制站。 1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。 Colorado springs 55 kwajalein Hawaii Ascencion Diego Garcia
2、地面控制站。 主控站:它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去 ；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作 3个注入站:将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。 5个监控站：接收卫星信号，监测卫星的接收卫星信号，监测卫星的工作状态作状态 ，传送到主控站
GPS卫星 监控站 注入站 主控站
3、定位精度 导航型产品：5~15米 测量型产品：最高到1毫米+1PPM
4、用户接收机部分 GPS接收机的基本类型分导航型和测量型。 测量型接收机又分单频型和双频型。
图片：导航型GPS机 手持型GPS机
图片： 测量型GPS接收机 单频机 双频机
三、GPS定位方法分类 （1）绝对/单点定位(point positioning)——确定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。 （2）相对定位(relative positioning)——确定确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法。
四、GPS的后处理测量方法 1．静态测量(static surveying)
（2）用途 是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、工程测量。 （3）精度 可达到（3mm+1ppm）
2．动态测量(kinematic surveying) （1）方法：先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第1点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15km。 （2）用途：适用于精度要求不高的碎部测量等。 （3）精度：可达到（10mm+1ppm）
图形：相对定位模式 基准站 流动站 静态相对定位模式 动态相对定位模式
五、GPS实时动态定位（RTK）方法 1．RTK(real-time kinematic)工作原理及方法 与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。
2．RTK用途：适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量。 3．作业范围：目前一般为10km左右。 4．精度：可达到（10mm+1ppm）
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