GPS原理知識點總結

名詞解釋

1．地球參心標系：質心與橢球體中心不重合，選一參考橢球面為基準參考面，選一參考點

為起算點，利用大地原點的觀測資料，確定參考橢球在地球內部的位置和方位，這種原點位于地球質心附近的坐標系為地球參心坐標系。

ii2．整周跳變：任意一個時刻一個完整的載波相位測量可以表示為：N0In()F()當衛(wèi)星信號中斷時，將丟失其中的一部分整周數稱為整周跳變，簡稱周跳。

3導航電文：是包含有關衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時間系統(tǒng)、衛(wèi)星鐘運行狀態(tài)、軌道攝動改正、大氣折射改正和由C/A碼捕獲P碼等導航信息的數據碼（或D碼）。

4靜態(tài)相對定位：用兩臺接接收機分別安置在基線的兩個端點，其位置靜止不動，同步觀測相同的4顆以上衛(wèi)星，確定兩個端點在協(xié)議地球坐標系中的相對位置，這就叫做靜態(tài)相對定位。

5區(qū)域差分GPS：在一個較大的區(qū)域布設多個基準站，以構成基準站網，并包含一個或數個監(jiān)控站，則位于該區(qū)域中的用戶根據多個基站所提供的改正信息經平差計算后求得用戶站定位改正數，這種差分GPS定位系統(tǒng)稱為具有多個基準站的區(qū)域差分GPS系統(tǒng)。6接收通道：GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號經由天線進入接收機的路徑。

7星歷誤差：即衛(wèi)星軌道誤差，指衛(wèi)星星歷所提供的衛(wèi)星空間位置與實際位置的偏差。8：獨立基線：對干N臺GPS接收機構成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨立基線數為N一1。獨立基線之間沒有相關性。

9：整周未知數：在載波相位測量中，相位觀測值應為：(M)(S)N0F()由于載波是一單純的正弦波，沒有任何辨識標記，所以無法識別測量的是第幾周的相位，即N0無法測定，稱No為整周未知數。

10：WGS84坐標：WGS-84是修正NSWC9Z-2參考系的原點和尺度變化，并旋轉其參考子午面與BIH定義的零度子午面一致而得到的一個新參考系，WGS-84坐標系的原點在地球質心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)定地球極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點，Y軸和Z、X軸構成右手坐標系。它是一個地固坐標系

11．多路徑效應：是指接收機天線除能直接接收衛(wèi)星的信號之外，還可能接收到天線周圍物體或地面反射的衛(wèi)星信號。兩種信號的疊加將引起天線相位中心位置的遷移，從而產生誤差。12.春分點：當太陽在黃道上從天球南半球向北半球運動時，黃道與天球赤道的交點稱為春分點

13.PDOP:三維位置精度因子PDOP(positionDOP)取PDOP=則相應的三維位置中誤差為=0.PDOP14CORS站：

15.異步環(huán)：在構成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。簡答題：

1.GPS系統(tǒng)的構成及他們各自的作用

GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分地面監(jiān)控

0系統(tǒng)；用戶設備部分GPS信號接收機。

（1）地面監(jiān)控部分（Controlsegment）每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預定軌道運行，都要由地面設備進行監(jiān)測和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時間標準——GPS時間系統(tǒng)。

（2）空間部分（Spacesegment）GPS衛(wèi)星GPS的衛(wèi)星星座原計劃為24顆，中間縮減為18顆，最后又恢復為24顆。這24顆衛(wèi)星分布在6個軌道上，每個軌道均勻分布4顆衛(wèi)星。當截至高度角取15時，該星座能保證位于地球任何一點的用戶在任一時刻能同時觀測4-8顆衛(wèi)星。

GPS信號接收機的任務是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，對所接收到的GPS信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導航電文，實時的計算出測站的三維坐標位置，甚至三維速度和時間。

2.描述衛(wèi)星無攝運動的參數及其幾何意義？

，，as，es，fs，

as為軌道的長半徑，es為軌道橢圓偏心率，這兩個參數確定了開普勒橢圓的形狀和大小。

為升交點赤經：即地球赤道面上升交點與春分點之間的地心夾角。i為軌道面傾角：即衛(wèi)星軌道平面與地球赤道面之間的夾角。這兩個參數唯一地確定了衛(wèi)星軌道平面與地球體之間的相對定向。

s為近地點角距：即在軌道平面上，升交點與近地點之間的地心夾角，表達了開普勒橢圓在軌道平面上的定向。

fs為衛(wèi)星的真近點角：即軌道平面上衛(wèi)星與近地點之間的地心角距。該參數為時間的函數，確定衛(wèi)星在軌道上的瞬時位置。3.偽距測量的基本原理？

碼相關法偽距測量是通過調整自相關函數R(t)的值來測定測距信號由衛(wèi)星到達測站的傳播時間實現(xiàn)的。自相關函數的嚴格表達式是：1TR(t)U(tt)U(t)dt0Tt測距碼信號傳播時間，τ為接收機復制碼延遲，U（t-t）為測距碼信號，U’（t-τ）為接收機復制信號，T為測距碼信號周期。

。

1(t)R(t)1T1T(ttu)R(t)1(ttu)GPS定位中，影響觀測量精度的主要誤差來源分為三類：

與衛(wèi)星有關的誤差：衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘的鐘誤差、相對論效應與信號傳播有關的誤差：電離層延遲、對流層延遲、多路徑效應

與接收設備有關的誤差：觀測誤差、接收機鐘的鐘誤差、天線相位中心誤差、接收機的測量噪聲。當衛(wèi)星發(fā)射的測距信號經過t秒傳播時間到達接收機時，接收機立刻產生一個結構完全相同的復制碼序列，并在延時器的控制下，不斷調整τ，直到R（t）=1為止，這時，τ=t，乘以光速c，即可獲得衛(wèi)星至測站的距離。但是由于t中包含有衛(wèi)星鐘和接收機鐘不同步的誤差，因此稱為偽距，以表示。4.GPS誤差來源及分類

GPS定位中，影響觀測量精度的主要誤差來源分為三類：

與衛(wèi)星有關的誤差：衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘的鐘誤差、相對論效應與信號傳播有關的誤差：電離層延遲、對流層延遲、多路徑效應

與接收設備有關的誤差：觀測誤差、接收機鐘的鐘誤差、天線相位中心誤差、接收機的測量噪聲。

5.GPS控制網類型和特點1：星形網

幾何圖形簡單，只需兩臺GPS接收機，是一種快速定位作業(yè)方式，但是，由于基線間不構成任何同步閉合圖形因此抗粗差的能力差，一般適用于精度較低的工程測量。2：點連式

相鄰同步圖形之間只有一個公共點連接。這種布網方式幾何強度較弱，抗粗差能力較差，一般可以加測幾個時段以增強網的異步圖形閉合條件的個數。

3：邊連式

相鄰同步圖形由一條公共基線連接。這種布網方式幾何強度較高，抗粗差能力較強，有較多的復測邊和非同步圖形閉合條件，在相同的儀器個數的條件下，觀測時段將比點連接方式大大增加。4：混連式

該方式是把點連式和邊連式有機地結合在一起，這種方式既可以提高網的幾何強度和可靠性指標，有減少了外業(yè)工作量，是一種較為理想的布網方法。6.GPS網設計原則

1：在GPS網中不應存在自由基線。

2：GPS網的閉合環(huán)的基線個數不應過多。

3：GPS網至少應與地面網有3－5個分布均勻的重合點，同時也應有相當數量的地面水準點與GPS網重合。

4：GPS點應選在交通便利。視野開闊的地方，同時應考慮點與點之間的通視問題，以便使用經典方法擴展。

7.GPS控制點選點的基本要求

（1）點位應選易于安置接收設備、視野開闊的位置。視場周圍15度以上不應有障礙物，以避兔GPS信號被吸收或遮擋。

（2）點位應遠離大功率無線電發(fā)射源如電視臺、微波站等）．其距離不小于200m遠離高壓輸電線，其距離不得小于50m，以避免電磁場對GPP信號的干擾。

（3）點位附近不應有大面積水域或強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體．以減弱多路徑效應的影響。

（4）點位應選交通方便，有利于其他觀測手段擴展與聯(lián)測的地方。（5）點位應選在地面基礎穩(wěn)定．易于點保存的地點。

（6）選點入員應按技術設計進行踏勘，在實地按要求選定點位。（7）網形應有利于同步觀測及邊、點聯(lián)結。（8）當所選點位需要進行水準聯(lián)測時．選點人員應實地踏勘水準路線，提出有關建議（9）當利用舊點時，應對舊點的穩(wěn)定性、完好性，以及覘標是否安全可用做一檢查，符合要求方可利用。

8.GPS三種高程的定義及其關系

大地高：一點沿橢球法線到橢球面的距離，常用H表示。正高：地面點沿該點的重力線到大地水準面的距離，用Hg表示。正常高：地面點沿正常重力線到似大地水準面的距離，常用Hr表示。

三者之間的關系：H=Hg+N或Hg=H-N

H=Hr+ζ或Hr=H-ζHr-Hg=（gm-rm）rmHg

9.GPS網平差類型與其目的

通常采用三維無約束平差、三維約束平差及三維聯(lián)合平差三種平差模型。

三維無約束平差的主耍目的1）是考察GPS基線向量網本身的內符合精度以及考察基線向量之間有無明顯的系統(tǒng)誤差和粗差，其平差應不引入外部基準。2）調整個基線觀測值的權，使它們相互匹配。

三維約束平差，就是以國家大地坐標系或地方坐標系的某些點的固定坐標、固定邊長及固定方位為網的基準，將其作為平差中的約束條件，并在平差計算中考慮GPS網與地面網之間的轉換參數。約束平差和聯(lián)合平差都是為了確定點在指定參照系下的坐標。10.GPS控制作業(yè)的主要步驟

一、明確任務二、測區(qū)踏勘及收集資料三、技術設計四、器材準備及人員組織五、選點及埋標六、外業(yè)觀測計劃的擬定七、外業(yè)觀測八、數據與處理九、觀測成果的外業(yè)檢核十、技術總結11.多路徑誤差的減弱措施

多路徑誤差：接收機天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號外，還可能收到經天線周圍地物一次或多次反射的衛(wèi)星信號。兩種信號疊加，將引起測量參考點位置變化，使觀測量產生誤差。減弱措施：

安置接收機天線的環(huán)境應避開較強發(fā)射面，如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。選擇造型適宜且屏蔽良好的天線如扼流圈天線。適當延長觀測時間，削弱周期性影響。改善接收機的電路設計。

12.RTK測量的基本思想

RTK（Real-timekinematic）實時（載波相位）差分定位是一種能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它的出現(xiàn)極大地提高了野外作業(yè)效率。實時動態(tài)測量的基本思想是，在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實施的發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設備接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并顯示用戶占的三維坐標及其精度。13.GPS觀測過程中應禁止哪些操作？

關閉又重新啟動接收機；進行自測試（發(fā)現(xiàn)故障除外）；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數據采樣間隔；按動關閉文件和刪除文件等功能鍵。14.GPS技術設計書的主要內容

1）任務來源及工作量，包括GPS項目的來源、下達任務的項目、用途及意義；GPS測量（包括新定點數、約束點數、水準點數、檢查點數）；GPS點的精度指標及高程系統(tǒng)。

2）測區(qū)概況主要包括測區(qū)隸屬的行政管轄；測區(qū)范圍的地理坐標、控制面積；測區(qū)交通狀況和人文地理；測區(qū)的地形及氣候狀況；測區(qū)控制點的分布及對控制點的分析、利用和評價

3）布網方案GPS網店的圖形結構及基本連接方法；GPS網結構特征的測算；點位圖的繪制

4）選點與埋標GPS點為基本要求；點為標志的選用及埋設方法；點位的編號5）觀測對觀測工作的基本要求；觀測計劃的制定；對數據采集提出應注意的問題。6）數據處理數據處理的基本方法及使用的軟件，起算點坐標的來源；閉合差檢驗及點位精度的評定指標

7）完成任務的措施要求措施具體，方法可靠，能在實際工作中貫徹執(zhí)行。

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GPS測量原理及應用各章知識點總結

桂林理工大學測繪08-1JL（純手打）

第一章緒論

1、GPS系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)，具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能。能為各個用戶提供三維坐標和時間。2、GPS衛(wèi)星位置采用WGS-84大地坐標系

3、GPS經歷了方案論證、系統(tǒng)論證、生產試驗三個階段。整個系統(tǒng)包括衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控部分、用戶接收機部分。

4、GPS基本參數為：衛(wèi)星顆數為21+3，衛(wèi)星軌道面?zhèn)�數為6，衛(wèi)星高度為20200km，軌道傾角為55度，衛(wèi)星運行周期為11小時58分，在地球表面任何時刻，在高度較為15度以上，平均可同時觀測到6顆有效衛(wèi)星，最多可以達到9顆。

5、應用雙定位系統(tǒng)的優(yōu)越性：

能同時接收到GPS和GLONASS衛(wèi)星信號的接收機，簡稱為雙系統(tǒng)衛(wèi)星接收機。（1）增加接收衛(wèi)星數。這樣有利于在山區(qū)和城市有障礙物遮擋的地區(qū)作業(yè)

（2）提高效率。觀測衛(wèi)星數增加，所以求解整周模糊度的時間縮短，從而減少野外作業(yè)時間，提高了生產效率。

（3）提高定位的可靠性和精度。因觀測的衛(wèi)星數增加，用于定位計算的衛(wèi)星數增加，衛(wèi)星幾何分布也更好，所以提高了定位的可靠性和精度。

6、在GPS信號導航的定位時，為了解算測站的三維坐標，必須觀測4顆（以上）衛(wèi)星，稱為定位星座。

7、PRN----------衛(wèi)星所采用的偽隨機噪聲碼

8、在導航定位測量中，一般采用PRN編號。

9、用于捕獲信號和粗略定位的為隨機碼叫做C/A碼（又叫S碼），用于精密定位的精密測距碼叫P碼

10、GPS系統(tǒng)中各組成部分的作用：衛(wèi)星星座

1、向廣大用戶發(fā)送導航定位信息。

2、接收注入站發(fā)送到衛(wèi)星的導航電文和其他相關信息，并通過GPS信號電路，適時的發(fā)送給廣大用戶。

3、接收地面主控站通過注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調度命令，適時的改正運行偏差和啟用備用時鐘等。地面監(jiān)控系統(tǒng)

地面監(jiān)控系統(tǒng)包括1個主控站，3個注入站和5個監(jiān)測站。

1、監(jiān)測和控制衛(wèi)星上的設備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預定軌道運行。2、保持各衛(wèi)星處于同一時間。

GPS接收機

接收機硬件和機內軟件以及GPS數據的后處理軟件包，構成完整的GPS用戶設備。GPS接收機的結構非為天線單元和接收單元兩大部分。

作用：能夠捕獲按一定衛(wèi)星高度截止角多選擇的待測衛(wèi)星信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，對說接收到的GPS信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導航電文，實時的計算出測站三位位置，甚至三位速度時間。

10、GPS的特點：

1、定位精度高2、觀測時間短3、測站間無需通視4、可提供三維坐標5、操作簡單6、全天候作業(yè)7、功能多，應用廣

第二章坐標系統(tǒng)和時間系統(tǒng)

1、完全定義一個空間直角坐標系必須明確：1、坐標原點的位置2、三個坐標軸的指向。3、長度單位。

2、地球的瞬時自轉軸在地球上隨時間而變，稱為極地移動，簡稱極移。

3、WGS-84坐標系

WGS-84的幾何定義：原地位于地球質心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交點，Y軸與Z、X軸構成右手坐標系。長半軸a=6378137+-2m，α=1/298.257223563

4、WGS-84大地水準面N等于由GPS定位測定的點的大地高H減去該點的正高H。

5、我國目前常用的兩個國家大地坐標系：1954北京坐標系，1980年國家大地坐標系。1980年國家大地坐標系的的大地原點設在我國中部-陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，高程系統(tǒng)基準是19556年青島驗潮站求出的黃海平均海水面。

6、GPS時間系統(tǒng)

GPS系統(tǒng)是測試測距系統(tǒng)。GPS時間系統(tǒng)采用原子時ATI秒長作為時間基準，但時間起算的原點定義在1980年1月6日UTC0時。

第三章衛(wèi)星運動基礎及GPS衛(wèi)星星歷

1、只考慮地球地心引力作用的衛(wèi)星運動稱為衛(wèi)星的無攝運動。

2、考慮了攝動力作用的衛(wèi)星運動稱為衛(wèi)星的受攝運動。攝動力包括:地球引力場攝動力（影響最大）、日月攝動力、大氣阻力、光壓攝動力潮汐攝動力。

3、衛(wèi)星星歷：描述衛(wèi)星運動軌道的信息。分為預報星歷和后處理星歷。

4、預報星歷有叫廣播星歷。通常包括相對某一參考歷元的開普勒軌道參數和必要的軌道攝動改正項參數。

5、廣播星歷參數共有16個，包括1個參考時刻，6個對應參考時刻的開普勒軌道參數和9個反映攝動力影響的參數。

6、C/A碼星歷------一種用C/A碼傳送的衛(wèi)星星歷。P碼星歷----------一種用P碼傳送的衛(wèi)星星歷。

7、后處理星歷（有滯后性）：一些國家某些部門，根據各自建立的衛(wèi)星跟蹤站所獲得的對GPS衛(wèi)星的精密觀測資料，應用與確定廣播星歷相似的方法而計算的衛(wèi)星星歷。

第四章GPS衛(wèi)星的導航電文和衛(wèi)星信號

1、衛(wèi)星導航電文：是用戶用來定位和導航的數據基礎。它主要包括：衛(wèi)星星歷、時鐘改正、電離層延遲改正、工作狀態(tài)信息C/A碼轉換到捕獲P碼。

2、GPS衛(wèi)星信號是用于導航定位的調制波，他包含有：載波、測距碼和數據碼。3、調制：將頻率較低的信號加載在頻率較高的載波上的過程。4、GPS接收機分類：

按用途分：導航型接收機、測地型接收機和授時型接收機按接收機的載波頻率分：單頻接收機、雙頻接收機

按通道數分：多通道接收機、序貫通道接收機和多路多用通道接收機

按工作原理分：碼相關型接收機、平方型接收機、混合型接收機和干涉型接收機。

第五章GPS衛(wèi)星定位基本原理

1、GPS衛(wèi)星定位的基本原理：將無線電信號發(fā)射臺從地面點搬到衛(wèi)星上，組成衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，應用無線電測距交會原理，便可由三個以上地面已知點（控制站）交會出衛(wèi)星的位置，反之利用三顆以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會出地面未知點（用戶接收機）的位置。

2、依據測距的原理，GPS定位原理和方法主要有：偽距法定位，載波相位測量定位和差分GPS定位等。

3、對于待定點來說，根據其運動狀態(tài)可以將GPS定位分為靜態(tài)地位和動態(tài)定位。

4、靜態(tài)定位：對于固定不動的待定點，將GPS接收機安置與其上測，觀測數分鐘乃至更長的時間，以確定改點的三維坐標。

5、動態(tài)定位：至少有一臺接收機處于運動狀態(tài)，測定的是各觀測時刻（觀測歷元）運動中的接收機的點位。

6、相對定位：至少用兩臺GPS接收機，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺接收機天線之間的相對位置。

7、絕對定位：（也叫單點定位）利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機之間的距離觀測值直接確定用戶接收機天線在WGS-84坐標系中相對于坐標原點-----地球質心的絕對位置。

8、靜態(tài)絕對定位：接收機天線處于靜止狀態(tài)下，確定觀測站坐標的方法。

9、動態(tài)絕對定位：在用戶接收機安置在運動的載體上并處于動態(tài)情況下，確定載體瞬時絕對位置的定位方法。

10、為了減少軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差以及電離層和對流層的折射誤差的影響，常采用載波相位觀測值的各種線性組合（即差分值）作為觀測值。

偽距測量

11、偽距法定位：由GPS接收機在哦某一時刻測出得到四顆以上GPS衛(wèi)星的位居及已知的衛(wèi)星位置，采用距離交會的方法求定接收機天線所在點的三維坐標。（所測偽距就是有衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達接收機的傳播時間乘以光速所得的量測值。）

12、偽距法定位優(yōu)點：定位速度快，且無多值性問題。缺點：

13、用碼相關技術來確定偽距可以排除隨機誤差的影響。

14、偽距法定位觀測方程：

載波相位測量15、重建載波：設法將調制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，重新獲取載波的工作。一般采用碼相關法和平方法。

16、載波相位測量存在整周數不確定的問題。

整周未知數No的確定方法有：

1、偽距法2、將整周未知數當作平差中的待定參數-----經典方法。3、多普勒法4、快速確定整周未知數

偽距法：在進行載波相位測量的同時有進行偽距測量，將偽距測量值減去載波相位測量值后即可得到λNo。

整周跳變的修復

1、周跳：受無線電信號干擾造成失鎖，整周計數無法連續(xù)進行而造成整周計數不正確，但是不到一個整周的相位觀測值仍是正確的。

2、產生周跳的原因有：

1、建筑物或樹木等障礙物的遮擋2、電離層電子活動劇烈3、多路徑效應的影響4、衛(wèi)星噪聲比太低5、接收機的高動態(tài)6、接收機內置軟件設計不合理

3、整周跳變修復方法：

1、屏幕掃描法2、用高次差或多項式擬合法3、在衛(wèi)星間求差4、用雙頻觀測值修復周跳5、根據平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復整周跳變

3、用雙頻觀測值修復周跳的方法的優(yōu)點是：雙頻載波相位觀測值的組合中個參數之涉及頻率，取決于電離層殘差影響，無需事先知道測站和衛(wèi)星的坐標。缺點是：不能顧及多路徑效應和測量噪聲的影響，另外如果兩個載波相位觀測值中都出現(xiàn)周跳，則不可用此方法。

4、固定解：整周未知數解算后，不再為整數，可將其調整為整數，解算出的觀測站坐標稱為固定解，否則稱為實數解。

5、精度因子：HDOP(平面位置精度因子)、VDOP（高程精度因子）、PDOP（空間位置精度因子）、TDOP（接收機鐘差精度因子）、GDOP（幾何精度因子）

6、一次差：將觀測值直接相減的過程。（接收機間求差）；作用：可以消除與衛(wèi)星有關的載波相位及其鐘差項

7、二次差：對一次差分觀測值繼續(xù)求差，所得的結果仍可以當作虛擬觀測值。（接收機間求差、衛(wèi)星間求差）作用：與接收機有關的載波相位及其鐘差項

8、三次差：對二次差分值繼續(xù)求差。（接收機間求差、衛(wèi)星間求差、不同歷元間求差）作用：消除出事整周模糊度項。9、差值法都引入了線性相關。

10、GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號含有兩種精度不同的測距碼，即P碼（精碼）和C/A碼（粗碼）

11、SA和AS技術對定位的影響：（1）降低單點定位精度（2）降低長距離相對定位的精度（3）AS技術會對高精度相對定位數據處理，整周未知數的確定帶來不便。

12、針對SA和AS政策的對策：①應用P-W技術和L1與L2交叉相關技術，使L2載波相位測量值得到恢復，其精度與使用P碼相同。②研制能同時接受GPS和GLONASS信號的接收機。③發(fā)展DGPS和WADGPS差分系統(tǒng)。④建立獨立的GPS衛(wèi)星測軌系統(tǒng)。⑤建立獨立的衛(wèi)星導航和定位系統(tǒng)。

差分GPS定位原理

1、GPS定位中，存在三部分的誤差：一是多臺接收機共有的誤差，如：衛(wèi)星鐘差、星歷誤差。二是傳播延遲誤差，如：電離層延遲誤差、對流層延遲誤差。三是接收機固有的誤差，如：內部噪聲、多路徑效應。2、差分GPS可分為單基準站差分、具有多個基準站的局部區(qū)域差分和廣域差分三種類型。3、單站差分按基準站發(fā)送的信息方式可分為：位置差分、偽距差分和載波相位差分。4、位置差分優(yōu)點：計算簡單，適用于各種型號的GPS接收機。缺點：基準站與用戶必須觀測同一組衛(wèi)星，這在近距離可以做到但遠距離較長時很難滿足。故，位置差分，值適用于100km以內。

5、偽距差分的優(yōu)點是：基準站提供所有衛(wèi)星的改正數，用戶接收機觀測任意4顆衛(wèi)星，就可以完成定位。缺點：差分精度隨基準站到用戶的距離增加而降低。6、RTK：實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。7、廣域差分P70。

第七章GPS測量誤差來源及其影響

與信號傳播有關的誤差

有：（1）電離層折射誤差（2)對流層折射誤差(3)多路徑效應

電離層折射誤差：

1、電離層延遲誤差：GPS信號穿過電離層時，信號路徑發(fā)生彎曲，傳播速度也會發(fā)生變化，從而使測量距離產生偏差，這種偏差叫電離層折射誤差。

2、減弱電離層影響的措施：a利用雙頻觀測b、利用電離層改正模型加以修正c、利用同步觀測值求差

對流層折射誤差：

1、流層折射誤差：GPS信號穿過對流層時，信號路徑發(fā)生彎曲，傳播速度也會發(fā)生變化，從而使測量距離產生偏差，這種現(xiàn)象叫做對流層折射誤差。2、減弱對流層折射改正殘差影響的措施：a、采用對流層模型加以改正b、映入附加待估參數c、利用同步觀測量求差。

多路徑效應：

1、多路徑誤差：測站周圍的反射物鎖反射的衛(wèi)星信號進入接收機天線，這就和直接來自衛(wèi)星的信號產生干涉，從而使觀測值偏離真值產生的偏差。

2、多路徑效應：由于多路徑信號傳播鎖引起的干涉時延效應被稱為多路徑效應。3、消除措施：（1）、選擇合適站址

a、測站應遠離大面積平靜水面b、測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。c、測站應離開高層建筑物。（2）對接手機天線的要求

a、在天線中設置抑徑板b、接收機天線對于極化特性不同的反射信號應該有較強的抑制作用。

與衛(wèi)星有關的誤差

有：（1）衛(wèi)星星歷誤差（2）衛(wèi)星鐘鐘差（3）相對論效應

衛(wèi)星星歷誤差：

1、衛(wèi)星星歷誤差：由星歷所給出的衛(wèi)星空間的位置與實際位置之差。

2、解決星歷誤差的方法：a、建立自己的衛(wèi)星跟蹤網獨立定軌b、軌道松弛法c、同步觀測值求差

衛(wèi)星鐘鐘差：八婆擴有鐘差、頻偏、頻漂等產生的誤差，也包含鐘的隨機誤差。

相對論效應：

1、相對論效應：由于衛(wèi)星鐘和接收機鐘所處的狀態(tài)不同而引起衛(wèi)星鐘和接收機鐘之間產生相對中誤差的現(xiàn)象。

與接收機有關的誤差有：（1）接收機鐘誤差（2）接收機位置誤差（3）天線相位中心位置誤差及幾何強圖形度誤差等

1、減弱接收機鐘差的方法:

a、把每個觀測時刻的接收機鐘差當著一個獨立的未知數，在數據處理中與觀測站的位置參數一并求解。

b、認為各觀測時刻的接收機鐘差間是相關的，像衛(wèi)星鐘那樣，將接收機鐘差表示為時間多項式，并在觀測量的平差計算中求解多項式的系數。c、通過衛(wèi)星間求一次差來消除接收機的鐘差。

2、接收機天線相位中心相對測站標石中心位置的誤差，叫接收機位置誤差。

3、天線相位中心位置誤差：觀測時相位中心的瞬時位置與理論上的相位中心將有所不同而產生的差別。

第八章GPS測量的設計與實施

GPS測量技術設計

1、GPS網技術設計的主要依據是GPS測量規(guī)范和測量任務書。

2、GPS網按級別分可分為AA、A、B、C、D、E；按等級分為二、三、四、一級、二級。

GPS網的基準設計

1、在GPS網的技術設計時，必須明確GPS網所采用的坐標系統(tǒng)和起算數據，即明確GPS網所采用的基準，我們稱這項工作為GPS網的基準設計。2、GPS網的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。

3、方位基準一般以給定的起算方位角確定，也可以由GPS基線向量的方位作為基準。4、尺度基準一般由地面的地磁波測距邊確定，也可由兩個起算點間的距離確定，同時也可以由GPS基線向量的距離確定。

5、位置基準一般是由給定的起算點坐標確定。

6、GPS網的基準設計實質上主要是指確定網的位置基準問題。7、GPS基準設計應該考慮的問題：P117.

GPS網構成的幾個基本概念及網特征條件

1、觀測時段：測站上從開始接受衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)的工作時間段。2、同步觀測：兩臺或兩臺以上的接收機同時對一組衛(wèi)星進行觀測。

3、同步觀測環(huán)：三天或三臺以上接收機同步觀測獲得的基線向量構成的閉合環(huán)。4、獨立觀測環(huán)：由獨立觀測所獲得的基線向量構成的閉合環(huán)。

5、異步觀測環(huán)：在構成多邊形環(huán)路中的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)。

6、獨立基線：對于N臺GPS接收機構成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨立基線數為（N-1）

7、非獨立基線：除獨立基線外的基線。

8、當同步閉合環(huán)的閉合差較小時，只能說明GPS基線向量的計算合格，不能說明GPS邊的觀測精度高，也不能發(fā)現(xiàn)接收到的信號收到干擾而產生的某些粗差。

9、為了確保GPS觀測效果的可靠性，有效的發(fā)現(xiàn)測量成果中的粗差，必須使GPS網中的獨立邊構成一定的幾何圖形。

GPS網的圖形設計：

主要取決與用戶的要求和=、經費、時間、人力和所投入接收機的類型、數量和后勤保障條件等。

1、網形主要有：點連式、邊連式、網連式、邊點混合連接四種。2、網形的選擇：主要取決與工程的精度要求、野外條件和GPS接收機臺數等因素。3、點連式:相鄰同步圖形間僅有一個公共點的連接。4、邊連式:相鄰同步圖形間由一條公共基線連接。5、網連式:相鄰同步圖形間由兩個以上公共點相連接。

6、邊點混合連接：把點連式和邊連式有機結合起來，組成GPS網，既能保證網的幾何強度。提高網的可靠指標，有能減少外業(yè)工作量，降低成本。

在實際布網的設計時還要注意一下幾點原則：

a、GPS點間盡管不需要通視，但考慮到利用常規(guī)測量加密時的需要，每點應有一個方向以上通視。

b、為了估計原有城市的測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿用，應采用原有城市坐標系統(tǒng)。對凡符合GPS網點要求的舊點，應該充分利用其標石。c、GPS網必須由非同步獨立觀測邊構成若干個閉合環(huán)或符合路線。

GPS測量外業(yè)準備及技術設計書編寫

1、在進行GPS外業(yè)工作之前，必須做好實施前的：測區(qū)踏勘、資料收集、器材籌備、觀測計劃擬定、GPS儀器檢校及設計書編寫等工作。

2、技術設計書編寫內容：

a、任務來源及工作量b、測區(qū)概況c、布網方案d、選點與埋標e、觀測d、數據處理e、完成任務措施

8.3GPS測量的外業(yè)實施（P134）

第九章GPS數據處理

數據傳輸

1、數據傳輸的同時進行數據分流，生成四個數據文件：載波相位和偽距觀測值文件、星歷參數文件、電離層參數文件和UTC參數文件、測站信息文件。

數據與處理

1、GPS數據預處理的目的是：對數據進行平滑濾波檢驗，剔除粗差；統(tǒng)一數據文件格式并將各類數據文件加工成標準化文件，找出整周跳變并修復觀測值；對觀測值進行各種模型改正。

2、在進行平差之前，觀測文件必須規(guī)格化、標準化。

基線向量的解算及網平差

1、基線處理完成后應對其結果作以下分析和檢核：

a、觀測值殘差分析b、基線長度的精度c、基線向量閉合差的計算及檢核。

GPS高程

1、高程異常：大地水準面至參考橢球面的高差。

2、GPS水準：利用GPS和水準測量成果確定似大地水準面的方法。

3、計算GPS點的正常高方法有：GPS水準、GPS重力高程和GPS三角高程。4、GPS水準高程計算方法：a、繪等值線圖法b、解析內插法c、曲面擬合法d、移動曲面法e、地形改正方法f、多項式擬合精度評定

5、RINEX的GPS觀測文件有：O文件、N文件、W文件。

第十章GPS的應用

GPS的應用有：1、大地控制測量

2、精密工程測量和變形監(jiān)測3、航空攝影

4、線路勘測及隧道貫通測量5、地形、地籍及房地產測量6、海洋測繪7、智能交通系統(tǒng)

8、地球動力學及地震研究9、氣象信息測量10、航海航空導航

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