GPS原理知识点总结

GPS原理知识点总结

名词解释

1．地球参心标系：质心与椭球体中心不重合，选一参考椭球面为基准参考面，选一参考点

为起算点，利用大地原点的观测资料，确定参考椭球在地球内部的位置和方位，这种原点位于地球质心附近的坐标系为地球参心坐标系。

ii2．整周跳变：任意一个时刻一个完整的载波相位测量可以表示为：N0In()F()当卫星信号中断时，将丢失其中的一部分整周数称为整周跳变，简称周跳。

3导航电文：是包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和由C/A码捕获P码等导航信息的数据码（或D码）。

4静态相对定位：用两台接接收机分别安置在基线的两个端点，其位置静止不动，同步观测相同的4颗以上卫星，确定两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这就叫做静态相对定位。

5区域差分GPS：在一个较大的区域布设多个基准站，以构成基准站网，并包含一个或数个监控站，则位于该区域中的用户根据多个基站所提供的改正信息经平差计算后求得用户站定位改正数，这种差分GPS定位系统称为具有多个基准站的区域差分GPS系统。6接收通道：GPS卫星发射的信号经由天线进入接收机的路径。

7星历误差：即卫星轨道误差，指卫星星历所提供的卫星空间位置与实际位置的偏差。8：独立基线：对干N台GPS接收机构成的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N一1。独立基线之间没有相关性。

9：整周未知数：在载波相位测量中，相位观测值应为：(M)(S)N0F()由于载波是一单纯的正弦波，没有任何辨识标记，所以无法识别测量的是第几周的相位，即N0无法测定，称No为整周未知数。

10：WGS84坐标：WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。它是一个地固坐标系

11．多路径效应：是指接收机天线除能直接接收卫星的信号之外，还可能接收到天线周围物体或地面反射的卫星信号。两种信号的叠加将引起天线相位中心位置的迁移，从而产生误差。12.春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运动时，黄道与天球赤道的交点称为春分点

13.PDOP:三维位置精度因子PDOP(positionDOP)取PDOP=则相应的三维位置中误差为=0.PDOP14CORS站：

15.异步环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。简答题：

1.GPS系统的构成及他们各自的作用

GPS系统包括三大部分：空间部分GPS卫星星座；地面控制部分地面监控

0系统；用户设备部分GPS信号接收机。

（1）地面监控部分（Controlsegment）每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。

（2）空间部分（Spacesegment）GPS卫星GPS的卫星星座原计划为24颗，中间缩减为18颗，最后又恢复为24颗。这24颗卫星分布在6个轨道上，每个轨道均匀分布4颗卫星。当截至高度角取15时，该星座能保证位于地球任何一点的用户在任一时刻能同时观测4-8颗卫星。

GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发出的导航电文，实时的计算出测站的三维坐标位置，甚至三维速度和时间。

2.描述卫星无摄运动的参数及其几何意义？

，，as，es，fs，

as为轨道的长半径，es为轨道椭圆偏心率，这两个参数确定了开普勒椭圆的形状和大小。

为升交点赤经：即地球赤道面上升交点与春分点之间的地心夹角。i为轨道面倾角：即卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角。这两个参数唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。

s为近地点角距：即在轨道平面上，升交点与近地点之间的地心夹角，表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向。

fs为卫星的真近点角：即轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距。该参数为时间的函数，确定卫星在轨道上的瞬时位置。3.伪距测量的基本原理？

码相关法伪距测量是通过调整自相关函数R(t)的值来测定测距信号由卫星到达测站的传播时间实现的。自相关函数的严格表达式是：1TR(t)U(tt)U(t)dt0Tt测距码信号传播时间，τ为接收机复制码延迟，U（t-t）为测距码信号，U’（t-τ）为接收机复制信号，T为测距码信号周期。

。

1(t)R(t)1T1T(ttu)R(t)1(ttu)GPS定位中，影响观测量精度的主要误差来源分为三类：

与卫星有关的误差：卫星星历误差、卫星钟的钟误差、相对论效应与信号传播有关的误差：电离层延迟、对流层延迟、多路径效应

与接收设备有关的误差：观测误差、接收机钟的钟误差、天线相位中心误差、接收机的测量噪声。当卫星发射的测距信号经过t秒传播时间到达接收机时，接收机立刻产生一个结构完全相同的复制码序列，并在延时器的控制下，不断调整τ，直到R（t）=1为止，这时，τ=t，乘以光速c，即可获得卫星至测站的距离。但是由于t中包含有卫星钟和接收机钟不同步的误差，因此称为伪距，以表示。4.GPS误差来源及分类

GPS定位中，影响观测量精度的主要误差来源分为三类：

与卫星有关的误差：卫星星历误差、卫星钟的钟误差、相对论效应与信号传播有关的误差：电离层延迟、对流层延迟、多路径效应

与接收设备有关的误差：观测误差、接收机钟的钟误差、天线相位中心误差、接收机的测量噪声。

5.GPS控制网类型和特点1：星形网

几何图形简单，只需两台GPS接收机，是一种快速定位作业方式，但是，由于基线间不构成任何同步闭合图形因此抗粗差的能力差，一般适用于精度较低的工程测量。2：点连式

相邻同步图形之间只有一个公共点连接。这种布网方式几何强度较弱，抗粗差能力较差，一般可以加测几个时段以增强网的异步图形闭合条件的个数。

3：边连式

相邻同步图形由一条公共基线连接。这种布网方式几何强度较高，抗粗差能力较强，有较多的复测边和非同步图形闭合条件，在相同的仪器个数的条件下，观测时段将比点连接方式大大增加。4：混连式

该方式是把点连式和边连式有机地结合在一起，这种方式既可以提高网的几何强度和可靠性指标，有减少了外业工作量，是一种较为理想的布网方法。6.GPS网设计原则

1：在GPS网中不应存在自由基线。

2：GPS网的闭合环的基线个数不应过多。

3：GPS网至少应与地面网有3－5个分布均匀的重合点，同时也应有相当数量的地面水准点与GPS网重合。

4：GPS点应选在交通便利。视野开阔的地方，同时应考虑点与点之间的通视问题，以便使用经典方法扩展。

7.GPS控制点选点的基本要求

（1）点位应选易于安置接收设备、视野开阔的位置。视场周围15度以上不应有障碍物，以避兔GPS信号被吸收或遮挡。

（2）点位应远离大功率无线电发射源如电视台、微波站等）．其距离不小于200m远离高压输电线，其距离不得小于50m，以避免电磁场对GPP信号的干扰。

（3）点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体．以减弱多路径效应的影响。

（4）点位应选交通方便，有利于其他观测手段扩展与联测的地方。（5）点位应选在地面基础稳定．易于点保存的地点。

（6）选点入员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。（7）网形应有利于同步观测及边、点联结。（8）当所选点位需要进行水准联测时．选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议（9）当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及觇标是否安全可用做一检查，符合要求方可利用。

8.GPS三种高程的定义及其关系

大地高：一点沿椭球法线到椭球面的距离，常用H表示。正高：地面点沿该点的重力线到大地水准面的距离，用Hg表示。正常高：地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离，常用Hr表示。

三者之间的关系：H=Hg+N或Hg=H-N

H=Hr+ζ或Hr=H-ζHr-Hg=（gm-rm）rmHg

9.GPS网平差类型与其目的

通常采用三维无约束平差、三维约束平差及三维联合平差三种平差模型。

三维无约束平差的主耍目的1）是考察GPS基线向量网本身的内符合精度以及考察基线向量之间有无明显的系统误差和粗差，其平差应不引入外部基准。2）调整个基线观测值的权，使它们相互匹配。

三维约束平差，就是以国家大地坐标系或地方坐标系的某些点的固定坐标、固定边长及固定方位为网的基准，将其作为平差中的约束条件，并在平差计算中考虑GPS网与地面网之间的转换参数。约束平差和联合平差都是为了确定点在指定参照系下的坐标。10.GPS控制作业的主要步骤

一、明确任务二、测区踏勘及收集资料三、技术设计四、器材准备及人员组织五、选点及埋标六、外业观测计划的拟定七、外业观测八、数据与处理九、观测成果的外业检核十、技术总结11.多路径误差的减弱措施

多路径误差：接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号。两种信号叠加，将引起测量参考点位置变化，使观测量产生误差。减弱措施：

安置接收机天线的环境应避开较强发射面，如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。选择造型适宜且屏蔽良好的天线如扼流圈天线。适当延长观测时间，削弱周期性影响。改善接收机的电路设计。

12.RTK测量的基本思想

RTK（Real-timekinematic）实时（载波相位）差分定位是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它的出现极大地提高了野外作业效率。实时动态测量的基本思想是，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，并将其观测数据通过无线电传输设备，实施的发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户占的三维坐标及其精度。13.GPS观测过程中应禁止哪些操作？

关闭又重新启动接收机；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。14.GPS技术设计书的主要内容

1）任务来源及工作量，包括GPS项目的来源、下达任务的项目、用途及意义；GPS测量（包括新定点数、约束点数、水准点数、检查点数）；GPS点的精度指标及高程系统。

2）测区概况主要包括测区隶属的行政管辖；测区范围的地理坐标、控制面积；测区交通状况和人文地理；测区的地形及气候状况；测区控制点的分布及对控制点的分析、利用和评价

3）布网方案GPS网店的图形结构及基本连接方法；GPS网结构特征的测算；点位图的绘制

4）选点与埋标GPS点为基本要求；点为标志的选用及埋设方法；点位的编号5）观测对观测工作的基本要求；观测计划的制定；对数据采集提出应注意的问题。6）数据处理数据处理的基本方法及使用的软件，起算点坐标的来源；闭合差检验及点位精度的评定指标

7）完成任务的措施要求措施具体，方法可靠，能在实际工作中贯彻执行。

扩展阅读：GPS测量原理及应用各章知识点总结

GPS测量原理及应用各章知识点总结

桂林理工大学测绘08-1JL（纯手打）

第一章绪论

1、GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各个用户提供三维坐标和时间。2、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系

3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。

4、GPS基本参数为：卫星颗数为21+3，卫星轨道面个数为6，卫星高度为20200km，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分，在地球表面任何时刻，在高度较为15度以上，平均可同时观测到6颗有效卫星，最多可以达到9颗。

5、应用双定位系统的优越性：

能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机，简称为双系统卫星接收机。（1）增加接收卫星数。这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业

（2）提高效率。观测卫星数增加，所以求解整周模糊度的时间缩短，从而减少野外作业时间，提高了生产效率。

（3）提高定位的可靠性和精度。因观测的卫星数增加，用于定位计算的卫星数增加，卫星几何分布也更好，所以提高了定位的可靠性和精度。

6、在GPS信号导航的定位时，为了解算测站的三维坐标，必须观测4颗（以上）卫星，称为定位星座。

7、PRN----------卫星所采用的伪随机噪声码

8、在导航定位测量中，一般采用PRN编号。

9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做C/A码（又叫S码），用于精密定位的精密测距码叫P码

10、GPS系统中各组成部分的作用：卫星星座

1、向广大用户发送导航定位信息。

2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息，并通过GPS信号电路，适时的发送给广大用户。

3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。地面监控系统

地面监控系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站。

1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。2、保持各卫星处于同一时间。

GPS接收机

接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构非为天线单元和接收单元两大部分。

作用：能够捕获按一定卫星高度截止角多选择的待测卫星信号，并跟踪这些卫星的运行，对说接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时的计算出测站三位位置，甚至三位速度时间。

10、GPS的特点：

1、定位精度高2、观测时间短3、测站间无需通视4、可提供三维坐标5、操作简单6、全天候作业7、功能多，应用广

第二章坐标系统和时间系统

1、完全定义一个空间直角坐标系必须明确：1、坐标原点的位置2、三个坐标轴的指向。3、长度单位。

2、地球的瞬时自转轴在地球上随时间而变，称为极地移动，简称极移。

3、WGS-84坐标系

WGS-84的几何定义：原地位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z、X轴构成右手坐标系。长半轴a=6378137+-2m，α=1/298.257223563

4、WGS-84大地水准面N等于由GPS定位测定的点的大地高H减去该点的正高H。

5、我国目前常用的两个国家大地坐标系：1954北京坐标系，1980年国家大地坐标系。1980年国家大地坐标系的的大地原点设在我国中部-陕西省泾阳县永乐镇，高程系统基准是19556年青岛验潮站求出的黄海平均海水面。

6、GPS时间系统

GPS系统是测试测距系统。GPS时间系统采用原子时ATI秒长作为时间基准，但时间起算的原点定义在1980年1月6日UTC0时。

第三章卫星运动基础及GPS卫星星历

1、只考虑地球地心引力作用的卫星运动称为卫星的无摄运动。

2、考虑了摄动力作用的卫星运动称为卫星的受摄运动。摄动力包括:地球引力场摄动力（影响最大）、日月摄动力、大气阻力、光压摄动力潮汐摄动力。

3、卫星星历：描述卫星运动轨道的信息。分为预报星历和后处理星历。

4、预报星历有叫广播星历。通常包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动改正项参数。

5、广播星历参数共有16个，包括1个参考时刻，6个对应参考时刻的开普勒轨道参数和9个反映摄动力影响的参数。

6、C/A码星历------一种用C/A码传送的卫星星历。P码星历----------一种用P码传送的卫星星历。

7、后处理星历（有滞后性）：一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪站所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算的卫星星历。

第四章GPS卫星的导航电文和卫星信号

1、卫星导航电文：是用户用来定位和导航的数据基础。它主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层延迟改正、工作状态信息C/A码转换到捕获P码。

2、GPS卫星信号是用于导航定位的调制波，他包含有：载波、测距码和数据码。3、调制：将频率较低的信号加载在频率较高的载波上的过程。4、GPS接收机分类：

按用途分：导航型接收机、测地型接收机和授时型接收机按接收机的载波频率分：单频接收机、双频接收机

按通道数分：多通道接收机、序贯通道接收机和多路多用通道接收机

按工作原理分：码相关型接收机、平方型接收机、混合型接收机和干涉型接收机。

第五章GPS卫星定位基本原理

1、GPS卫星定位的基本原理：将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上，组成卫星导航定位系统，应用无线电测距交会原理，便可由三个以上地面已知点（控制站）交会出卫星的位置，反之利用三颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置。

2、依据测距的原理，GPS定位原理和方法主要有：伪距法定位，载波相位测量定位和差分GPS定位等。

3、对于待定点来说，根据其运动状态可以将GPS定位分为静态地位和动态定位。

4、静态定位：对于固定不动的待定点，将GPS接收机安置与其上测，观测数分钟乃至更长的时间，以确定改点的三维坐标。

5、动态定位：至少有一台接收机处于运动状态，测定的是各观测时刻（观测历元）运动中的接收机的点位。

6、相对定位：至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。

7、绝对定位：（也叫单点定位）利用GPS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坐标系中相对于坐标原点-----地球质心的绝对位置。

8、静态绝对定位：接收机天线处于静止状态下，确定观测站坐标的方法。

9、动态绝对定位：在用户接收机安置在运动的载体上并处于动态情况下，确定载体瞬时绝对位置的定位方法。

10、为了减少轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差的影响，常采用载波相位观测值的各种线性组合（即差分值）作为观测值。

伪距测量

11、伪距法定位：由GPS接收机在哦某一时刻测出得到四颗以上GPS卫星的位居及已知的卫星位置，采用距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。（所测伪距就是有卫星发射的测距码信号到达接收机的传播时间乘以光速所得的量测值。）

12、伪距法定位优点：定位速度快，且无多值性问题。缺点：

13、用码相关技术来确定伪距可以排除随机误差的影响。

14、伪距法定位观测方程：

载波相位测量15、重建载波：设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获取载波的工作。一般采用码相关法和平方法。

16、载波相位测量存在整周数不确定的问题。

整周未知数No的确定方法有：

1、伪距法2、将整周未知数当作平差中的待定参数-----经典方法。3、多普勒法4、快速确定整周未知数

伪距法：在进行载波相位测量的同时有进行伪距测量，将伪距测量值减去载波相位测量值后即可得到λNo。

整周跳变的修复

1、周跳：受无线电信号干扰造成失锁，整周计数无法连续进行而造成整周计数不正确，但是不到一个整周的相位观测值仍是正确的。

2、产生周跳的原因有：

1、建筑物或树木等障碍物的遮挡2、电离层电子活动剧烈3、多路径效应的影响4、卫星噪声比太低5、接收机的高动态6、接收机内置软件设计不合理

3、整周跳变修复方法：

1、屏幕扫描法2、用高次差或多项式拟合法3、在卫星间求差4、用双频观测值修复周跳5、根据平差后的残差发现和修复整周跳变

3、用双频观测值修复周跳的方法的优点是：双频载波相位观测值的组合中个参数之涉及频率，取决于电离层残差影响，无需事先知道测站和卫星的坐标。缺点是：不能顾及多路径效应和测量噪声的影响，另外如果两个载波相位观测值中都出现周跳，则不可用此方法。

4、固定解：整周未知数解算后，不再为整数，可将其调整为整数，解算出的观测站坐标称为固定解，否则称为实数解。

5、精度因子：HDOP(平面位置精度因子)、VDOP（高程精度因子）、PDOP（空间位置精度因子）、TDOP（接收机钟差精度因子）、GDOP（几何精度因子）

6、一次差：将观测值直接相减的过程。（接收机间求差）；作用：可以消除与卫星有关的载波相位及其钟差项

7、二次差：对一次差分观测值继续求差，所得的结果仍可以当作虚拟观测值。（接收机间求差、卫星间求差）作用：与接收机有关的载波相位及其钟差项

8、三次差：对二次差分值继续求差。（接收机间求差、卫星间求差、不同历元间求差）作用：消除出事整周模糊度项。9、差值法都引入了线性相关。

10、GPS卫星发射的无线电信号含有两种精度不同的测距码，即P码（精码）和C/A码（粗码）

11、SA和AS技术对定位的影响：（1）降低单点定位精度（2）降低长距离相对定位的精度（3）AS技术会对高精度相对定位数据处理，整周未知数的确定带来不便。

12、针对SA和AS政策的对策：①应用P-W技术和L1与L2交叉相关技术，使L2载波相位测量值得到恢复，其精度与使用P码相同。②研制能同时接受GPS和GLONASS信号的接收机。③发展DGPS和WADGPS差分系统。④建立独立的GPS卫星测轨系统。⑤建立独立的卫星导航和定位系统。

差分GPS定位原理

1、GPS定位中，存在三部分的误差：一是多台接收机共有的误差，如：卫星钟差、星历误差。二是传播延迟误差，如：电离层延迟误差、对流层延迟误差。三是接收机固有的误差，如：内部噪声、多路径效应。2、差分GPS可分为单基准站差分、具有多个基准站的局部区域差分和广域差分三种类型。3、单站差分按基准站发送的信息方式可分为：位置差分、伪距差分和载波相位差分。4、位置差分优点：计算简单，适用于各种型号的GPS接收机。缺点：基准站与用户必须观测同一组卫星，这在近距离可以做到但远距离较长时很难满足。故，位置差分，值适用于100km以内。

5、伪距差分的优点是：基准站提供所有卫星的改正数，用户接收机观测任意4颗卫星，就可以完成定位。缺点：差分精度随基准站到用户的距离增加而降低。6、RTK：实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。7、广域差分P70。

第七章GPS测量误差来源及其影响

与信号传播有关的误差

有：（1）电离层折射误差（2)对流层折射误差(3)多路径效应

电离层折射误差：

1、电离层延迟误差：GPS信号穿过电离层时，信号路径发生弯曲，传播速度也会发生变化，从而使测量距离产生偏差，这种偏差叫电离层折射误差。

2、减弱电离层影响的措施：a利用双频观测b、利用电离层改正模型加以修正c、利用同步观测值求差

对流层折射误差：

1、流层折射误差：GPS信号穿过对流层时，信号路径发生弯曲，传播速度也会发生变化，从而使测量距离产生偏差，这种现象叫做对流层折射误差。2、减弱对流层折射改正残差影响的措施：a、采用对流层模型加以改正b、映入附加待估参数c、利用同步观测量求差。

多路径效应：

1、多路径误差：测站周围的反射物锁反射的卫星信号进入接收机天线，这就和直接来自卫星的信号产生干涉，从而使观测值偏离真值产生的偏差。

2、多路径效应：由于多路径信号传播锁引起的干涉时延效应被称为多路径效应。3、消除措施：（1）、选择合适站址

a、测站应远离大面积平静水面b、测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中。c、测站应离开高层建筑物。（2）对接手机天线的要求

a、在天线中设置抑径板b、接收机天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用。

与卫星有关的误差

有：（1）卫星星历误差（2）卫星钟钟差（3）相对论效应

卫星星历误差：

1、卫星星历误差：由星历所给出的卫星空间的位置与实际位置之差。

2、解决星历误差的方法：a、建立自己的卫星跟踪网独立定轨b、轨道松弛法c、同步观测值求差

卫星钟钟差：八婆扩有钟差、频偏、频漂等产生的误差，也包含钟的随机误差。

相对论效应：

1、相对论效应：由于卫星钟和接收机钟所处的状态不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对中误差的现象。

与接收机有关的误差有：（1）接收机钟误差（2）接收机位置误差（3）天线相位中心位置误差及几何强图形度误差等

1、减弱接收机钟差的方法:

a、把每个观测时刻的接收机钟差当着一个独立的未知数，在数据处理中与观测站的位置参数一并求解。

b、认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的，像卫星钟那样，将接收机钟差表示为时间多项式，并在观测量的平差计算中求解多项式的系数。c、通过卫星间求一次差来消除接收机的钟差。

2、接收机天线相位中心相对测站标石中心位置的误差，叫接收机位置误差。

3、天线相位中心位置误差：观测时相位中心的瞬时位置与理论上的相位中心将有所不同而产生的差别。

第八章GPS测量的设计与实施

GPS测量技术设计

1、GPS网技术设计的主要依据是GPS测量规范和测量任务书。

2、GPS网按级别分可分为AA、A、B、C、D、E；按等级分为二、三、四、一级、二级。

GPS网的基准设计

1、在GPS网的技术设计时，必须明确GPS网所采用的坐标系统和起算数据，即明确GPS网所采用的基准，我们称这项工作为GPS网的基准设计。2、GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。

3、方位基准一般以给定的起算方位角确定，也可以由GPS基线向量的方位作为基准。4、尺度基准一般由地面的地磁波测距边确定，也可由两个起算点间的距离确定，同时也可以由GPS基线向量的距离确定。

5、位置基准一般是由给定的起算点坐标确定。

6、GPS网的基准设计实质上主要是指确定网的位置基准问题。7、GPS基准设计应该考虑的问题：P117.

GPS网构成的几个基本概念及网特征条件

1、观测时段：测站上从开始接受卫星信号到观测停止，连续的工作时间段。2、同步观测：两台或两台以上的接收机同时对一组卫星进行观测。

3、同步观测环：三天或三台以上接收机同步观测获得的基线向量构成的闭合环。4、独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环。

5、异步观测环：在构成多边形环路中的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环。

6、独立基线：对于N台GPS接收机构成的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为（N-1）

7、非独立基线：除独立基线外的基线。

8、当同步闭合环的闭合差较小时，只能说明GPS基线向量的计算合格，不能说明GPS边的观测精度高，也不能发现接收到的信号收到干扰而产生的某些粗差。

9、为了确保GPS观测效果的可靠性，有效的发现测量成果中的粗差，必须使GPS网中的独立边构成一定的几何图形。

GPS网的图形设计：

主要取决与用户的要求和=、经费、时间、人力和所投入接收机的类型、数量和后勤保障条件等。

1、网形主要有：点连式、边连式、网连式、边点混合连接四种。2、网形的选择：主要取决与工程的精度要求、野外条件和GPS接收机台数等因素。3、点连式:相邻同步图形间仅有一个公共点的连接。4、边连式:相邻同步图形间由一条公共基线连接。5、网连式:相邻同步图形间由两个以上公共点相连接。

6、边点混合连接：把点连式和边连式有机结合起来，组成GPS网，既能保证网的几何强度。提高网的可靠指标，有能减少外业工作量，降低成本。

在实际布网的设计时还要注意一下几点原则：

a、GPS点间尽管不需要通视，但考虑到利用常规测量加密时的需要，每点应有一个方向以上通视。

b、为了估计原有城市的测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，应采用原有城市坐标系统。对凡符合GPS网点要求的旧点，应该充分利用其标石。c、GPS网必须由非同步独立观测边构成若干个闭合环或符合路线。

GPS测量外业准备及技术设计书编写

1、在进行GPS外业工作之前，必须做好实施前的：测区踏勘、资料收集、器材筹备、观测计划拟定、GPS仪器检校及设计书编写等工作。

2、技术设计书编写内容：

a、任务来源及工作量b、测区概况c、布网方案d、选点与埋标e、观测d、数据处理e、完成任务措施

8.3GPS测量的外业实施（P134）

第九章GPS数据处理

数据传输

1、数据传输的同时进行数据分流，生成四个数据文件：载波相位和伪距观测值文件、星历参数文件、电离层参数文件和UTC参数文件、测站信息文件。

数据与处理

1、GPS数据预处理的目的是：对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；统一数据文件格式并将各类数据文件加工成标准化文件，找出整周跳变并修复观测值；对观测值进行各种模型改正。

2、在进行平差之前，观测文件必须规格化、标准化。

基线向量的解算及网平差

1、基线处理完成后应对其结果作以下分析和检核：

a、观测值残差分析b、基线长度的精度c、基线向量闭合差的计算及检核。

GPS高程

1、高程异常：大地水准面至参考椭球面的高差。

2、GPS水准：利用GPS和水准测量成果确定似大地水准面的方法。

3、计算GPS点的正常高方法有：GPS水准、GPS重力高程和GPS三角高程。4、GPS水准高程计算方法：a、绘等值线图法b、解析内插法c、曲面拟合法d、移动曲面法e、地形改正方法f、多项式拟合精度评定

5、RINEX的GPS观测文件有：O文件、N文件、W文件。

第十章GPS的应用

GPS的应用有：1、大地控制测量

2、精密工程测量和变形监测3、航空摄影

4、线路勘测及隧道贯通测量5、地形、地籍及房地产测量6、海洋测绘7、智能交通系统

8、地球动力学及地震研究9、气象信息测量10、航海航空导航

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